24.9%! Nova célula empilhada de cálcio Titanate-CIS bate recorde de eficiência

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia karlsruhe (KIT) na Alemanha desenvolveram uma célula solar laminada baseada em chalcogenida, bem como filmes finos de cobre/indium/selênio (CIS).

A célula é descrita como a primeira célula fotovoltaica desse tipo a alcançar uma eficiência próxima a 25%. A nova célula fotovoltaica tem uma eficiência qualificada de 23,5% e uma eficiência máxima de 24,9%.

A eficiência foi verificada pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas solares (Fraunhofer).

Os cientistas usaram CIS com uma faixa de aproximadamente 1,03 eV e uma pequena quantidade de gálio, bem como chalcogenida tri-cationic com uma lacuna de banda de aproximadamente 1,59 eV, usando um revestimento anti-reflexivo (ARC) para melhorar a luz de acoplamento e aumentar a fotocorrente geral. A célula tem uma eficiência de conversão de energia de 24,9%, uma tensão de circuito aberto de 1,57 V, uma corrente de curto-circuito de 21,1 mA e uma variação de preenchimento de 75,2%. As células superior e inferior têm uma fotocorrente dopada de 20,4 mA e 20,7 mA, respectivamente.

Em setembro de 2020, a nova célula empilhada de Titânico de Cálcio do Laboratório Nacional de Energia Renovável alcançou um recorde mundial de eficiência de 24,16%, que foi oficialmente certificado pelo laboratório CalLab do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (ISE).

As células empilhadas combinam dois semicondutores diferentes que convertem diferentes partes do espectro em energia elétrica.

Células fotovoltaicas compostas por cobre, índio, gálio e selênio podem ser depositadas como películas finas com uma espessura total de apenas 3-4 mícrons. A camada de chalcogenida é ainda mais fina, com apenas 0,5 mícrons. Assim, novas células solares laminadas feitas de CIGS e chalcogenida têm bem menos de 5 mícrons de espessura e podem ser usadas para produzir módulos solares flexíveis.