Células solares impressas em painéis seis vezes maiores

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.

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.