Cientistas do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar, o Fraunhofer ISE, da Alemanha, conseguiram produzir uma célula solar tandem de silício e perovskita com eficiência de 31,6%. Na nova célula apresentada, de 1 cm², a camada de perovskita superior foi depositada com uso de uma rota de fabricação híbrida sobre uma célula solar de heterojunção de silício texturizada industrialmente. O uso bem-sucedido de células solares de silício padrão texturizadas e a aplicação uniforme da camada de perovskita na superfície texturizada são pré-requisitos importantes para a produção industrial de células solares tandem de silício-perovskita.

As células solares de silício industriais são texturizadas em pirâmides de tamanho micrométrico, de modo a dirigir mais luz solar para o interior da célula solar e reduzir perdas por reflexão. O uso desse padrão da indústria como base para células solares tandem de silício-perovskita leva a maiores rendimentos de energia e facilita a integração do novo tipo de célula em processos de fabricação já estabelecidos.

"Porém, no tandem, a superfície em forma de pirâmides da célula solar de silício apresenta um desafio para a célula superior de perovskita", explica em nota a Dra. Juliane Borchert, Líder do Grupo de Materiais e Interfaces de Perovskita no Fraunhofer ISE. "É necessário um método especial para aplicar a camada de perovskita uniformemente sobre a superfície de silício texturizado. Em nossos laboratórios, estamos trabalhando em um processo híbrido combinado de deposição de vapor e deposição química úmida para superar esse obstáculo".

A célula solar tandem fabricada no Fraunhofer ISE incorpora resultados de dois projetos de pesquisa do instituto e valeu-se de um intercâmbio intensivo com cientistas da King Abdullah University of Science and Technology, da Arábia Saudita. A eficiência de 31,%, certificada pelo laboratório de calibração credenciado CalLab do Fraunhofer ISE, é a maior até o momento para uma célula solar de silício-perovskita feita a partir de uma célula solar de silício texturizada industrialmente e usando rota de deposição híbrida para a camada de perovskita.

"Para atingir esse valor, nos concentramos na célula superior de perovskita e, em particular, otimizamos a passivação entre a camada de perovskita e a camada de transporte de elétrons", acrescenta Juliane Borchert, "Esperamos que um aumento adicional na eficiência seja possível por meio de melhorias na célula inferior, de silício."