Módulos em tandem de perovskita e silício necessitam taxa de degradação de 0,4%/ano para competir com silício cristalino

Da pv magazine Global

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, delinearam um roteiro para a comercialização de tecnologias solares em tandem de perovskita e silício em um esforço para acelerar o desenvolvimento do que a indústria e a pesquisa científica veem como o candidato mais provável para representar os produtos fotovoltaicos de “próxima geração”.

No artigo “Pathways towards commercial perovskite/silicon tandem photovoltaics“, que foi publicado recentemente na Science, os cientistas explicaram que, para que os módulos solares em tandem de perovskita e silício se tornem competitivos com seus homólogos PERC ou TOPCon, eles terão que mostrar uma eficiência superior a 32%, e seu custo de produção não deve ser 30% maior do que o custo de produção de produtos convencionais.

Os acadêmicos assumiram um ciclo de vida de 25 anos e diferentes custos de módulo variável para sua comparação LCOE. Eles também descobriram que os módulos de perovskita e silício devem garantir uma taxa de degradação relativa de 0,4%/ano para se tornarem competitivos com os painéis convencionais.

“O ponto que tentamos fazer é que é fundamental obter taxas de degradação anuais bem abaixo de 1% relativo, caso contrário, você precisará ter eficiências de módulo muito altas para começar. Portanto, trabalhar na estabilidade é de extrema importância para obter um LCOE competitivo”, disse o autor principal da pesquisa, Stefaan De Woolf, à pv magazine, observando que esse valor destaca a importância e a urgência de melhorar a estabilidade da tecnologia em tandem de perovskita e silício.

A equipe de pesquisa disse que os esforços futuros terão que ser particularmente dedicados ao desenvolvimento de testes específicos de degradação acelerada e testes ao ar livre para previsão e avaliação precisas de desempenho em campo.

“Os autores sugerem testes geográficos – semelhantes à medicina personalizada para células solares – para otimizar o desempenho para locais específicos”, disse a KAUST em um comunicado. “As células solares implantadas devem ter uma vida útil que dure décadas. Assim, são necessários testes que comprimem anos de desgaste em um prazo muito menor. Entender as taxas de degradação é crucial para definir preços e garantias competitivos.”

O roteiro proposto descreve as configurações atuais de células tandem perovskita-silício e seus possíveis avanços, bem como toda a tecnologia usada para deposição de filme de perovskita. Também inclui informações sobre encapsulamento de módulos e uma visão geral de consórcios e empresas que desenvolvem células solares monolíticas de perovskita/silício em tandem.

“Espera-se que o mercado de tandem de perovskita e silício ultrapasse US$ 10 bilhões dentro de uma década”, disse De Wolf. “Em 2023, nosso laboratório relatou dois recordes mundiais de eficiência de conversão de energia, com cinco alcançados globalmente no mesmo ano, mostrando rápido progresso na tecnologia de tandem de perovskita e silício.”

Em maio, a KAUST alcançou uma eficiência de conversão de energia  de 33,7% para uma célula solar de perovskita e silício. Alguns meses antes, havia anunciado uma eficiência de conversão de energia de 28,1% para uma célula solar em tandem de perovskita e silício baseada em wafers de silício texturizados. Em agosto de 2022, reivindicou uma eficiência de 26,2% para um dispositivo fotovoltaico monolítico em tandem de perovskita e silício.