Fonte: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) com o módulo solar de registro orgânico na Fábrica Solar do Futuro. No fundo, a linha piloto de energia fotovoltaica de película fina impressa.
Uma equipe de pesquisa de Nuremberg e Erlangen estabeleceu um novo recorde para a eficiência de conversão de energia de módulos fotovoltaicos orgânicos (OPV). Os cientistas da Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), do Centro Bávaro de Pesquisa de Energia Aplicada (ZAE) e do Instituto Helmholtz Erlangen-Nürnberg de Energia Renovável (HI ERN), uma filial da Forschungszentrum Jülich, em cooperação com o A Universidade de Tecnologia do Sul da China (SCUT), projetou um módulo OPV com uma eficiência de 12,6% em uma área de 26 centímetros quadrados. O antigo recorde mundial de 9,7% foi excedido em 30%.
Este é o maior valor de eficiência já relatado para um módulo fotovoltaico orgânico. Foi confirmado por uma medição calibrada certificada sob condições padrão de teste pelo laboratório de certificação independente da Fraunhofer ISE (Freiburg) em setembro de 2019. O módulo multicelular foi desenvolvido na Fábrica Solar do Futuro no Energie Campus Nürnberg (EnCN) em um laboratório de revestimento com uma linha piloto de megawatt exclusiva para energia fotovoltaica de filme fino, projetada e implementada com apoio financeiro pelo Ministério da Economia da Baviera.
"Essa inovação mostra que a Baviera não é apenas líder no avanço das instalações fotovoltaicas, mas também ocupa uma posição de liderança no desenvolvimento de futuras tecnologias", enfatiza Hubert Aiwanger, ministro de Assuntos Econômicos, Desenvolvimento Regional e Energia da Baviera.
As células solares orgânicas geralmente consistem em dois componentes orgânicos diferentes, possuindo as propriedades semicondutoras necessárias. Ao contrário do silício usado convencionalmente, que é fabricado por processos de fusão intensivos em energia, os materiais orgânicos podem ser aplicados diretamente das soluções em um filme transportador ou transportador de vidro.
Por um lado, isso reduz os custos de fabricação; por outro lado, o uso de materiais leves e flexíveis permite novas aplicações, como dispositivos móveis ou roupas, mesmo que a eficiência ainda não seja comparável à das células solares de silício tradicionais.
“Esse marco na pesquisa de semicondutores orgânicos mostra que os mais recentes desenvolvimentos de desempenho com eficiência de célula certificada de mais de 16% não se limitam à escala do laboratório, mas estão prontos para serem escalados ao nível dos módulos de protótipo”, explica o Prof. Christoph Brabec da FAU , diretor da HI ERN e diretor científico da Fábrica Solar do Futuro, um grupo de pesquisa do ZAE Bayern.
Devido ao seu design, a eficiência dos módulos fotovoltaicos completos é sempre ligeiramente inferior à das células individuais. Uma parte da área do módulo, por exemplo, está sempre inativa, pois é usada para a interconexão de células individuais. Com uma área crescente do módulo, as perdas causadas pela resistência elétrica dos eletrodos também aumentam.
O módulo de registro consiste em doze células conectadas em série e possui um fator de preenchimento geométrico superior a 95%. Esta parte da área do módulo contribui ativamente para a geração de energia. Com relação à sua área ativa, o módulo atinge uma eficiência de 13,2%. A minimização de áreas inativas foi alcançada através da estruturação a laser de alta resolução, desenvolvida e otimizada nos últimos anos na “Fábrica Solar do Futuro”.
