Células solares tandem de calcogeneto de silício mantêm 80% de eficiência após um ano

Pesquisadores da Arábia Saudita afirmam ter melhorado a estabilidade externa das células solares tandem de titanito de cálcio e silício por meio do encapsulamento adequado. Ao final do primeiro ano de operação, o fator de preenchimento da célula permaneceu acima de 70%.

Células solares tandem calcogeneto-silício

Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, conduziram um teste ao ar livre de um ano da célula solar tandem de cálcio titanita-silício que estão desenvolvendo em 2020. Eles descobriram que o dispositivo manteve mais de 80 por cento de sua eficiência inicial durante o período de testes de abril de 2021 a abril de 2022.

"Não estamos falando de 500 ou 1,000 horas em um ambiente de laboratório controlado, mas medições externas reais durante um período prolongado de anos." O pesquisador Maxime Babics disse à revista Photovoltaics, observando que os testes apenas começaram. “Agora que a eficiência das células solares ultrapassou 30%, acho que é hora de focar na estabilidade, e pretendemos uma vida útil de pelo menos 20 anos”.

A equipe descreveu recentemente suas descobertas no artigo "Um ano de operação externa de uma única célula solar tandem de calcogeneto/silício", publicado na revista Cell Reported Matter Science. Eles apontam que o encapsulamento robusto é essencial para minimizar as falhas relacionadas ao encapsulamento.

Esses pesquisadores soldaram dois fios de metal em cada lado da célula solar para estender as juntas dos eletrodos. Eles então encapsularam o dispositivo entre duas camadas de poliuretano termoplástico (TPU) e vidro antes de laminar o conjunto.

Eles organizaram as células solares em tandem em um ângulo de inclinação de 25 graus voltado para o sul. Eles então os testaram nas instalações de teste da KAUST na Arábia Saudita em uma irradiância horizontal global (GHI) de cerca de 2240 kWh/m2.

Os cientistas disseram: "A combinação de alta irradiância, alta temperatura e alta umidade relativa no local de teste criou um ambiente desafiador para as células solares de titanita de cálcio e também é mais relevante para estudar a resistência externa da tecnologia fotovoltaica".

O fator de preenchimento da instalação tandem permaneceu acima de 78% nos primeiros quatro meses e depois diminuiu gradualmente para cerca de 72% de agosto a dezembro. No final do primeiro ano de funcionamento, este valor manteve-se acima dos 70 por cento.

Os pesquisadores disseram: "Como o fator de preenchimento é o parâmetro com maior probabilidade de cair em condições externas, resultados como esse nos dão muita confiança para melhorar a estabilidade da tecnologia em série".

Eles observam que a célula ainda manterá mais de 80% de sua eficiência inicial até o final de abril de 2021.

Babics disse: "Isso significa que demos um grande salto em estabilidade externa, mas é claro que temos espaço para melhorias. Também é importante observar que esta geração de baterias tandem foi desenvolvida em nosso laboratório no final de 2020, e posso dizer com grande confiança que a próxima geração de baterias tandem que estamos desenvolvendo atualmente terá um desempenho ainda melhor."