Célula CIGS usando filme de óxido de zinco dopado com alumínio atinge 9,53% de eficiência

Da pv magazine Global

Uma equipe de pesquisa internacional projetou uma célula solar de disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGSe) baseada em um filme ultrafino de óxido de zinco dopado com alumínio (AZO), com forte resistência da lâmina.

“Empregamos um método de deposição de baixa potência para a produção de estruturas de bicamada AZO e i-ZnO/AZO usadas na célula”, disse o autor correspondente da pesquisa, Ganesh Regmi, à pv magazine, observando que essa abordagem visa melhorar a eficiência da célula e durabilidade. “Ao utilizar esta técnica, o objetivo é evitar o aumento da temperatura do substrato, o que pode levar a efeitos adversos, como a implantação de átomos na camada de sulfeto de cádmio (CdS) e potencial curto-circuito”.

Esta técnica elimina a necessidade de tratamento pós-deposição, uma prática habitual em métodos convencionais que pode impactar negativamente a integridade das camadas de células solares. “Nas células solares de filme fino CIGS tradicionais de alta eficiência, uma camada de ZnO relativamente espessa, com espessura de 200 nm a 300 nm, é comumente empregada como camada de janela”, explicou Regmi. “No entanto, esta abordagem restringe a flexibilidade das células solares, tornando-as inadequadas para certas aplicações”.

O grupo construiu a célula com uma monocamada feita de molibdênio (Mo), o absorvedor CIGSe, uma camada tampão de sulfeto de cádmio (CdS), uma camada de janela de óxido de zinco (i-ZnO) e um filme de óxido de zinco (ZnO). O dispositivo alcançou uma eficiência de conversão de energia de 9,53%, uma tensão de circuito aberto de 530 mV e densidade de corrente de curto-circuito de 27,34 mA/cm2 e um fator de preenchimento de 65,78%.

Os acadêmicos afirmaram que os filmes AZO exibiram boa transmitância e morfologia bem cristalina, bem como notável condutividade elétrica. “Esse resultado valida a implementação bem-sucedida dos métodos propostos e fornece evidências da potencial viabilidade dessa abordagem”, afirmou Regmi.

Eles descreveram o dispositivo no estudo “Filmes ultrafinos de óxido de zinco dopado com alumínio (AZO) depositados por pulverização catódica de radiofrequência para células solares flexíveis de Cu(In,Ga)Se2”, publicado em Memories – Materials, Devices, Circuits and Systems. O grupo inclui cientistas do Centro de Pesquisas e Estudos Avançados do Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav), no México, e da Universidade Tribhuvan, no Nepal.