Células solares tandem de perovskita-silício mantiveram 80% de eficiência após 1 ano

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Extraído da pv magazine global

Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah da Arábia Saudita (KAUST) realizaram um teste ao ar livre de um ano para uma célula solar tandem (célula de multicamadas empilhada) de perovskita-silício que desenvolveram em 2020. Eles descobriram que o dispositivo manteve mais de 80% de sua eficiência inicial durante o período de testes entre abril de 2021 e abril de 2022.

“Não estamos falando de 500 horas ou 1.000 horas em um ambiente controlado por laboratório, mas sim de medição real ao ar livre durante vários anos”, disse o pesquisador Maxime Babics à pv magazine, observando que os testes apenas começaram. “Agora que a eficiência das células tandem está além de 30%, realmente acho que é hora de focar na estabilidade, tendo em mente uma meta de operação de pelo menos duas décadas.”

O grupo de pesquisa descreveu suas descobertas em “One-year outdoor operation of monolithic perovskite/silicon tandem solar cells”, que foi publicado recentemente na Cell Reports Physical Science. Eles observaram a importância do encapsulamento robusto para minimizar as falhas relacionadas ao encapsulamento.

Os acadêmicos soldaram dois fios de metal em ambos os lados da célula para estender os contatos do eletrodo. Eles então encapsularam o dispositivo entre duas camadas de poliuretano termoplástico (TPU) e vidro antes da laminação do dispositivo.

Eles implantaram a célula solar tandem em um ângulo de inclinação de 25 graus e orientação sul. Em seguida, a testaram em uma instalação de testes da KAUST na Arábia Saudita, com uma irradiância horizontal global (GHI) de aproximadamente 2.240 kWh por metro quadrado.

“A combinação de alta irradiância, alta temperatura e alta umidade relativa torna este local um ambiente desafiador para células solares baseadas em perovskita, mas um local muito relevante para estudar a resiliência externa das tecnologias fotovoltaicas”, disseram os cientistas.

O fator de preenchimento do dispositivo tandem permaneceu acima de 78% nos primeiros quatro meses e depois diminuiu gradualmente de agosto a dezembro para cerca de 72%. Ao final do primeiro ano de operação, manteve-se acima de 70%.

“Sabendo que o fator de preenchimento é o parâmetro mais propenso a degradar ao ar livre, os resultados são promissores para alcançar uma tecnologia tandem estável”, disseram os pesquisadores.

Eles observaram que, no final de abril de 2021, a célula ainda era capaz de reter mais de 80% de sua eficiência inicial.

“É um grande salto para nós em termos de estabilidade ao ar livre, mas é claro que temos espaço para melhorias”, disse Babics. “Também é importante mencionar que esta geração de tandems foi desenvolvida em nosso laboratório no final de 2020 e estou confiante em dizer que a nova geração do tandem que estamos fabricando no momento pode fornecer melhores resultados.”

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