Energia

Células solares impressas em painéis seis vezes maiores

Células solares impressas em painéis seis vezes maiores
Painel solar de perovskita com uma dimensão seis vezes maior do que o recordista anterior. [Imagem: Swansea University]

Painel solar de perovskita

Este é um módulo solar de perovskita do tamanho de uma folha de papel A4 - ele é quase seis vezes maior do que os módulos desse tipo de painel solar já fabricados antes.

O avanço mostra que a tecnologia funciona em uma escala maior do que as inúmeras demonstrações feitas recentemente em laboratório, o que é crucial para incentivar a indústria a adotar essa tecnologia.

Cada uma das inúmeras células individuais que formam o módulo é feita de perovskita, um material de interesse crescente porque pode ser fabricado de forma mais simples e a um custo menor do que as células solares de silício, o material mais usado hoje.

As células solares de perovskita também provaram ser altamente eficientes, com índices para eficiência de conversão de energia - a quantidade de luz que atinge uma célula e é convertida em eletricidade - tão altas quanto 22% em pequenas amostras puras ou até 25,5% em células híbridas.

Células solares impressas em painéis seis vezes maiores
Esquema das células solares de perovskita, fabricadas por impressão em condições ambiente. [Imagem: SPECIFIC/Swansea University]

Célula solar feita por impressão

Todo o processo de fabricação foi realizado em condições ambiente, sem a necessidade de processos de alto vácuo, necessários para a fabricação de silício.

Francesca de Rossi, da Universidade Swansea, no Reino Unido, construiu o painel solar usando um tipo de célula solar de perovskita e carbono (C-PSC: Carbon Perovskite Solar Cell), feita de diferentes camadas - titânia, zircônia e carbono na parte superior -, todas elas aplicadas por um processo de impressão.

Embora sua eficiência seja menor do que outros tipos de células solares de perovskita, as C-PSCs não se degradam tão rapidamente, tendo já provado a operação estável de mais de 1 ano sob iluminação real.

Este painel solar de grandes dimensões apresentou:

  • eficiência de conversão de energia de até 6,3% (PCE) quando avaliada em relação ao padrão "1 sol", ou seja, luz solar simulada total. Este é um recorde mundial para um dispositivo C-PSC desse tamanho.
  • PCE de 11% a 200 lux, aproximadamente equivalente aos níveis de luz em uma sala de estar média.
  • PCE de 18% a 1000 lux, o que equivale a níveis de luz num supermercado.

"A chave para o nosso sucesso foi o processo de serigrafia. Nós o otimizamos para evitar defeitos causados pela impressão de áreas tão grandes. O registro preciso das camadas e a padronização da camada de bloqueio ajudaram a melhorar as conexões entre as células, aumentando o desempenho geral.

"Ainda há mais trabalho a ser feito, por exemplo no aumento da área ativa - a porcentagem da superfície do substrato que é realmente usada para produzir energia. Nós já estamos trabalhando nisso," disse Francesca.

Bibliografia:

All Printable Perovskite Solar Modules with 198 cm2 Active Area and Over 6% Efficiency
Francesca De Rossi, Jenny A. Baker, David Beynon, Katherine E. A. Hooper, Simone M. P. Meroni, Daniel Williams, Zhengfei Wei, Amrita Yasin, Cecile Charbonneau, Eifion H. Jewell, Trystan M. Watson
Advanced Materials Technologies
DOI: 10.1002/admt.201800156




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