Por meio de uma nova rota híbrida, com evaporação e revestimento de lâmina, cientistas da Kaust - Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah, da Arábia Saudita, e do ISE - Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar, da Alemanha, conseguiram depositar células solares de perovskita em células de fundo de silício. A nova solução técnica deve viabilizar a produção em larga escala das células tandem de perovskita e silício.

A pesquisa, que resultou em células solares tandem com eficiências próximas a 28%, segundo comunicado do ISE, supera o obstáculo atual de viabilizar a tecnologia de produção da célula tandem, que tem o mérito de registrar eficiência de conversão de alta potência, apenas em escala laboratorial, superior a 33%.

"Nesse processo híbrido de duas etapas, os componentes inorgânicos do absorvedor de perovskita são primeiro evaporados, seguidos pelo revestimento da lâmina dos componentes orgânicos. Isso o torna adequado para uma produção em escala industrial", disse o líder do projeto, Oussama Er-raji.

O desenvolvimento permitiu a demonstração de células solares tandem de silício perovskita totalmente texturizadas, com tensões de circuito aberto superiores a 1900 milivolts e eficiências de 27,8%. Além disso, foi revelado na pesquisa que a velocidade de revestimento no processo híbrido de evaporação/revestimento de lâmina não afeta a espessura da perovskita, ao contrário do que ocorre com as perovskitas revestidas com lâmina de uma etapa.

Até o momento as células solares de perovskita-silício são produzidas principalmente por revestimento por rotação. "O revestimento por rotação é ótimo como técnica de laboratório, pois é muito flexível e permite testes rápidos de novos materiais, aditivos e parâmetros de processo. No entanto, para produção em larga escala, não é adequado", disse a líder do grupo de materiais e interfaces de perovskita do ISE, Juliane Borchert. (As imagens de microscópio eletrônico de varredura mostram células solares tandem de perovskita/silício fabricadas com evaporação híbrida/revestimento por rotação (spin) ou evaporação híbrida/revestimento por lâmina (blade)).

O esforço de pesquisa para desenvolver as células em tandem, especialmente com a combinação de um fundo de silício e célula superior de perovskita, visa superar a limitação física de conversão das células de silício, estacionada em 29,4%. Isso ocorre porque esta última converte em eletricidade principalmente – e de forma eficiente – a porção vermelha da luz solar, enquanto com uma subcélula superior de perovskita há a vantagem de se utilizar melhor a fração azul da luz.