Célula solar tandem com design CIGS-perovskita estabelece novo recorde de eficiência de 25,5%
Uma equipe sediada em Berlim, formada por pesquisadores do HZB (Centro Helmholtz de Materiais e Energia de Berlim) e do Centro de Ciência dos Materiais de Berlim, vinculado à Universidade Humboldt de Berlim, alcançou um novo recorde de eficiência para uma célula solar do tipo tandem. O grupo conseguiu converter 25,5% da luz solar em energia elétrica, superando a marca anterior de 24,6% para a mesma combinação de materiais e dimensão de célula.
A conquista foi possível graças à utilização de uma combinação entre uma camada do semicondutor conhecido pela sigla CIGS e uma camada de perovskita, um material cristalino que tem se destacado em aplicações fotovoltaicas. A célula solar tandem funciona ao empilhar duas camadas absorvedoras de luz com propriedades complementares, permitindo que cada uma capture uma parte diferente do espectro solar. Essa arquitetura, diferente das células convencionais de uma única camada, potencializa a quantidade de energia elétrica gerada a partir da mesma área de iluminação.
Além da combinação dos dois materiais principais, os pesquisadores implementaram diversas camadas intermediárias otimizadas entre o CIGS e a perovskita. Essas camadas intermediárias cumprem um papel fundamental no funcionamento da célula tandem, pois facilitam o transporte eficiente dos elétrons gerados por cada material absorvedor e reduzem as perdas de energia nas interfaces entre as camadas. O aprimoramento desses elementos foi um dos fatores determinantes para que a eficiência superasse o recorde anterior.
O recorde anterior para essa mesma combinação de materiais e para esse tamanho de célula estava fixado em 24,6%. A melhoria, ainda que aparentemente modesta em termos percentuais, representa um avanço significativo no campo da fotovoltaica de filme fino. As células solares baseadas em CIGS e perovskita são consideradas promissoras por possibilitarem a fabricação de painéis mais leves e flexíveis em comparação com as tradicionais células de silício, o que amplia as possibilidades de aplicação em diferentes superfícies e formatos.
O resultado obtido pela equipe reforça o papel das instituições de pesquisa alemãs no desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas avançadas. O trabalho conduzido no HZB e no Centro de Ciência dos Materiais de Berlim demonstra que a otimização das camadas intermediárias em células tandem pode render ganhos consistentes de eficiência, abrindo caminho para futuras melhorias. Com a marca agora estabelecida em 25,5%, o desafio continha em aprimorar ainda mais a integração entre os materiais para ampliar a performance desses dispositivos.
