Os pesquisadores do instituto de pesquisas alemão Fraunhofer ISE bateram um novo recorde mundial de conversão de luz solar em energia elétrica com uma nova célula solar tandem monolítica de tríplice junção (III-V) e de semicondutores de silício. Dessa vez, a célula tandem III-V/Si provou converter 35,9% da luz solar em eletricidade.

Além de estabelecer o novo recorde mundial, o valor medido sob o espectro terrestre AM1.5g demonstrou também o potencial da tecnologia fotovoltaica tandem baseada em silício. Na nova célula, as camadas de semicondutores III-V são conectadas diretamente à subcélula de silício no nível atômico. Do lado de fora, a célula de registro se assemelha a uma célula solar convencional de dois terminais, que alcança a mesma eficiência das melhores células solares de quatro terminais com estruturas mecanicamente empilhadas, conforme publicado na literatura técnica já em 2017.

Para os pesquisadores, o uso de um novo semicondutor composto (GaInAsP) para a célula média foi um passo fundamental para alcançar a melhor conversão. O novo material permitiu que a equipe de pesquisadores do Departamento de Tecnologia Fotovoltaica do Fraunhofer ISE melhorasse ainda mais a vida útil dos carregadores de carga e, assim, alcançasse uma tensão celular mais alta.

Inicialmente, o instituto aponta que as primeiras aplicações para as células tandem III-V/Si de alta eficiência serão em aeronaves e drones movidos a eletricidade. Isso porque os custos de produção das novas células ainda são significativamente mais altos que o das células solares convencionais de silício cristalino de junção única. Isso se deve à complexa etapa de processamento das camadas III-V e aos muitos processos adicionais de semicondutores necessários para a fabricação das células.