Pesquisadores da Universidade de Lahore e da Universidade de Benha, nos Estados Unidos propõem dobrar a eficiência dos painéis solares convencionais de hoje e propõem um formato que vai além da célula tandem de perovskita e silício.
Cientistas projetam que sua combinação de materiais pode atingir a faixa de 20% no formato padrão, ao qual eles adicionam uma segunda camada dessa célula solar e a colocam dentro de um módulo solar de vidro sobre vidro. O módulo solar de vidro sobre vidro bifacial aumentará a produção total de eletricidade da célula em 10-30%, atingindo entre 30-36% de eficiência.
Esta pesquisa é apresentada em um artigo titulado “Double-bifacial células solares de silício conjunto perovskita / alta performance”, e pode ser encontrada na última edição do IEEE Journal of Photovoltaics.
Os pesquisadores descrevem a célula, mostrada acima à esquerda em comparação com outras estruturas de células solares:
“Neste documento, propõe-se uma estrutura de célula solar 3-t, de quatro uniões de perovskita / silício en tandem (PSDT) que podem eficientemente absorvem a luz em todas as gamas de albedo ao empilhar duas células em tandem perovskita / silício em uma configuração em espelho com um terminal central comum”.
As camadas superiores das células solares absorvem a maior parte da luz solar direta e mostram uma eficiência de 27,7%, com as subcélulas de perovskita e silício tendo eficiências de 16,5% e 11,2%, respectivamente. A célula solar inferior absorve principalmente o albedo – luz solar refletida – e mostra uma eficiência de 5,4% com uma reflexão de 30%, com subcélulas de perovskita e silício com uma eficiência de 3,2% e 2,2%, respectivamente . Com um albedo de 30%, o módulo solar atinge o seu máximo com uma eficiência de 33,1%.
Como o painel solar está voltado para um albedo de 30% – equivalente a areia clara – e enfrenta um telhado de borracha EPDM branco, que tem um albedo bem acima de 40%, a célula solar fica saturada com fótons e atinge seu máximo. Um maior refinamento, como a variação na espessura das células, permite ganhos contínuos de eficiência na parte de trás da célula solar, que impulsiona todo o painel solar para uma eficiência de 36%.
Cada camada é escolhida para complementar o intervalo de bandas das outras camadas, o que maximiza a absorção de fótons de alta e baixa energia à medida que eles se movem através da célula solar. As camadas de perovskita e silício são invertidas no lado bifacial para capturar a luz refletida. A imagem abaixo mostra qual energia de fótons é absorvida por quais camadas de material na célula solar, em cada lado do painel bifacial.
Deve-se notar que a camada de “silício” é na verdade uma camada de silício amorfo cristalino de heterojunção, similar ao que a Solartech Universal constrói usando a tecnologia Meyer Burger. Então estamos realmente adicionando duas camadas de material adicional em uma célula solar de silício cristalino.
E embora a perovskita ainda seja algo novo, é cada vez mais difícil ignorar a alta eficiência que ela alcança e como podemos fazer uso dela. As Escolas de Engenharia da Fulton na Universidade Estadual do Arizona (ASU) sugeriram que uma célula de 32% de peróxido e silício – que custaria três vezes mais do que as células mais avançadas do futuro – permaneceria economicamente competitiva. Esta nova célula solar propõe uma solução não muito distante da análise do modelo ASU, o que significa que uma eficiência de 36% poderia implicar que o “hardware” da célula em série era até um pouco mais caro.
A Oxford PV criou recentemente uma célula em silício perovskita-tandem com uma eficiência de 27,3% no mundo real. Agora vire, dobre, duplique e transforme em um vidro- vidro!
Fonte: https://www.pv-magazine-latam.com/
