Fonte:newatlas.com
A nova célula solar da equipe obteve uma eficiência de 39,5%, sob condições de iluminação equivalentes às do Sol. Esta é uma distinção importante a fazer – outras células solares experimentais registaram eficiências tão elevadas como 47%, mas isso ocorre sob luz altamente concentrada. Medir sua eficiência sob iluminação de “um só sol” dá uma indicação melhor de quão bem eles podem funcionar no mundo real.
A nova célula solar supera o recorde anterior da equipe de 39,2 por cento em 2020. Em comparação, as células solares de silício comumente usadas e as células solares de perovskita emergentes atingem cerca de 25 por cento de eficiência, enquanto as células solares tandem que combinam os dois materiais estão se aproximando de 30 por cento.
A célula solar NREL também foi testada quanto ao seu desempenho no espaço, se fosse usada para alimentar satélites e outras naves espaciais. Nessas condições, alcançou uma eficiência respeitável de 34,2%.
A nova célula solar é baseada em uma arquitetura conhecida como células de multijunção metamórfica invertida (IMM) e contém três “junções”, os componentes que produzem corrente elétrica em resposta à luz. Cada uma dessas junções é feita de um material diferente - neste caso, é fosfeto de gálio e índio na parte superior, arsenieto de gálio no meio e arsenieto de gálio e índio na parte inferior. Esses três materiais são especializados em diferentes comprimentos de onda de luz, permitindo que a célula solar como um todo colete mais energia em todo o espectro de luz.
Outro avanço que contribuiu para o novo recorde de eficiência foi a construção da camada intermediária com “poços quânticos”. Essencialmente, ao colocar uma camada condutora entre dois outros materiais com um band gap mais amplo, os elétrons ficam confinados a duas dimensões, o que permite que o material capture mais luz. A camada intermediária desta célula solar continha até 300 poços quânticos, aumentando a eficiência geral a novos patamares.
A descoberta pode ser importante para a tecnologia de células solares, mas a equipe diz que fabricar esse tipo de célula ainda é bastante caro. Será necessário mais trabalho para reduzir esses custos e abrir novas aplicações.
