Fotovoltaica, células solares finas são o futuro: o recorde de eficiência no laboratório foi alcançado

As células solares finas prometem o avanço da energia fotovoltaica: um estudo realizado pela Amolf, Surrey University e Imperial College mostrou que sua eficiência pode chegar a 65%, em comparação com 25 hoje. E resolveriam o problema do volume e peso dos painéis fotovoltaicos atualmente disponíveis

Ele está prestes a acabar atropelado, sua mãe o salva

Pare com os painéis solares pesados, rígidos e espessos: com células solares finas, mesmo esse problema poderá ser contornado em breve: o recorde de eficiência de 65% foi alcançado em laboratório contra os atuais 25%. O estudo, liderado por Amolf (Holanda), Surrey University (Reino Unido) e Imperial College (Reino Unido), pode realmente ser o primeiro passo para a revolução renovável.

As células solares de silício provaram ser as campeãs da tecnologia fotovoltaica, pois utilizam matérias-primas abundantes na Terra, como o silício, e agora operam com alta eficiência. No entanto, eles são baseados em wafers grossos, rígidos e pesados ​​e, portanto, só podem ser instalados em um número limitado de locais.

Leia também: Renováveis ​​batem carvão em 2021: 38% da produção contra 36

Uma das formas de contornar esta desvantagem é a utilização de membranas finas, que primeiro reduzem o consumo de silício em mais de 99% e que tornam as células flexíveis e leves, facilmente integradas em edifícios, arquitetura urbana e até pequenos. aparelhos.

Mas agora membranas tão finas de Si não podem absorver a luz de forma tão eficiente, chegando até agora a uma porcentagem igual a 25% e, portanto, conversão ainda menor, não sendo comparável aos painéis clássicos.

Mas tudo está prestes a mudar

Usando uma nova arquitetura de nanoestrutura, os pesquisadores descobriram uma maneira de tornar as células fotovoltaicas finas opacas, melhorando significativamente sua eficiência. No laboratório, eles mediram um absorção de luz igual a 65% muito próximo do limite teórico final de absorção de cerca de 70%. É a primeira vez na história, um registro verdadeiro que nos aproxima da revolução renovável.

A nanoestrutura redireciona a luz solar direta para um "labirinto" de cantos, prendendo-a assim dentro da membrana de silício que, portanto, tem uma probabilidade muito maior de absorvê-la, apesar de sua espessura reduzida.

@Amolf

E tem mais: os pesquisadores também mostraram que não existe uma solução única, mas sim uma 'toda a família de modelos que oferecem alta flexibilidade de design sem comprometer o desempenho óptico. E isso aumenta muito as chances de que a tecnologia alcance escalabilidade industrial.

Com base no alto desempenho de captura de luz de nossos modelos - Esther Alarcon Llado, que liderou o trabalho - estimamos que eles poderiam ser alcançados eficiências fotovoltaicas superiores a 20% para uma célula c-Si de 1 μm de espessura, o que representaria uma avanço absoluto para a flexibilidade e leveza dos wafers

Com uma vantagem adicional: absorvedores de silício mais finos são, de fato, mais tolerantes a defeitos eletrônicos do que seus equivalentes espessos: isso significa que as células finas altamente eficientes também podem ser feitas com silício de qualidade inferior, reduzindo assim a necessidade de energia para purificação do silício bruto.

A energia fotovoltaica fina com padrões hiper-uniformes é uma tecnologia muito promissora - conclui o pesquisador - Embora ainda haja muito trabalho a ser feito para tornar essas células finas de alta eficiência uma real realidade operacional. este trabalho nos deixa muito otimistas de que isso acontecerá em breve

O trabalho foi publicado na ACS Photonics.

Siga seu Telegram | Instagram | Facebook | TikTok | Youtube

Fonte: Amolf / ACS Photonics

Veja também:

• Varanda fotovoltaica: como instalá-la para aumentar sua eficiência
• Deduções fiscais também podem ser solicitadas para painéis solares térmicos, veja como