Novo revestimento anti-reflexo para células solares de silício

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Da pv magazine Global

Um grupo internacional de cientistas investigou o uso de dióxido de silício (SiO2) e dióxido de zircônio (ZrO2) como revestimento anti-reflexo para células solares de silício policristalino.

“O objetivo principal dos revestimentos antirreflexos é minimizar a perda de reflexão, melhorando assim as propriedades de absorção do material semicondutor, muitas vezes o silício, e facilitando a sua conversão em energia elétrica”, explicou o académico. “Isso é essencial para aumentar a eficiência das células solares.”

Além disso, eles também testaram o efeito de um revestimento misto de SiO2-ZrO2, com uma proporção de 1:1, no desempenho da célula.

Para a pesquisa, o grupo adquiriu células solares de silício policristalino medindo 5 cm por 4 cm com eficiência de 14,4%. Em seguida, eles os revestiram com SiO2, ZrO2 ou SiO2-ZrO2 usando a técnica de revestimento por pulverização catódica por radiofrequência (RF). “Para garantir uma distribuição quase uniforme, a mistura passou por trituração mecânica com almofariz e pilão por aproximadamente 120 minutos”, destacaram.

A técnica de revestimento por pulverização catódica de RF utiliza energia de radiofrequência para gerar plasma e material de pulverização catódica de um alvo para um substrato. No processo descrito neste estudo, o gás argônio foi ionizado para formar um plasma durante o processo de pulverização catódica. O processo de revestimento durou 45 m à temperatura ambiente.

Após o revestimento das três células, os acadêmicos avaliaram a absorção e transmitância de luz e compararam seu desempenho com o das células de referência não revestidas.

Com base nos resultados de uma medição I – V, a eficiência de conversão de energia da célula não revestida foi de 14,4%, enquanto a da amostra SiO2-ZrO2 foi de 17,6%. A amostra somente de SiO2 teve eficiência de 15,6% e a de ZrO2 teve eficiência de 16,7%.

“Os valores de rugosidade Root Mean Square (RMS) para células solares revestidas com mistura de SiO2, ZrO2 e SiO2-ZrO2 foram medidos em 35,42 nm, 47,47 nm e 62,36 nm, respectivamente”, acrescentaram os pesquisadores. “O aumento da rugosidade da superfície também pode servir para reduzir potencialmente a perda de reflexão e melhorar a transmitância óptica.”

O revestimento antirreflexo foi apresentado no artigo “Surface engineering of Sio2-Zro2 films for augmenting power conversion efficiency performance of silicon solar cells”, publicado no Journal of Materials Research and Technology.

A pesquisa foi conduzida por cientistas da Universidade Princesa Nourah Bint Abdulrahman da Arábia Saudita, da Universidade Príncipe Sattam Bin Abdulaziz e da Universidade Qassim, bem como da Faculdade de Engenharia Kongu e da Faculdade Velalar de Engenharia e Tecnologia da Índia. Além disso, o grupo era composto por pesquisadores da Universidade de Tecnologia King Mongkut do Norte de Bangkok, na Tailândia, e do Centro Nacional de Pesquisa do Egito.

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