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Até o final de 2021, as equipes da HZB apresentaram células solares tandem de silício perovskita com eficiência próxima a 30%. Esse valor foi recorde mundial por oito meses, muito tempo para esse campo de pesquisa tão disputado. Na renomada revista Nature Nanotechnology, os cientistas descrevem como alcançaram esse valor recorde com estrutura nanoótica e revestimentos refletivos.
As células solares em tandem feitas de perovskita e silício permitem eficiências significativamente maiores do que as células solares de silício sozinhas. As células tandem da HZB já atingiram vários recordes mundiais. Mais recentemente, em novembro de 2021, as equipes de pesquisa da HZB alcançaram uma eficiência certificada de 29,8% com uma célula tandem feita de perovskita e silício. Este foi um recorde mundial absoluto que permaneceu invicto no topo por oito meses. Foi só no verão de 2022 que uma equipe suíça da EPFL conseguiu superar esse valor.
Três equipes HZB trabalharam em conjunto para a célula tandem recorde. Agora eles apresentam os detalhes na Nature Nanotechnology. A revista também os convidou a escrever um briefing de pesquisa, no qual eles resumem seu trabalho e dão uma visão sobre os desenvolvimentos futuros.
Texturas melhoram o desempenho
“Nossas competências se complementam muito bem”, diz a Profa. Dra. Christiane Becker, que desenvolveu a célula recorde mundial com a equipe liderada pelo Dr. Bernd Stannowski (célula inferior de silício) e Prof. Dr. Steve Albrecht (célula superior perovskita) . A equipe de Becker introduziu uma estrutura nanoótica na célula tandem: uma nanotextura suavemente ondulada na superfície de silício. “O mais surpreendente é que essa textura traz várias vantagens ao mesmo tempo: reduz as perdas por reflexão e garante uma formação mais regular do filme de perovskita”, diz Becker. Além disso, uma camada de buffer dielétrico na parte de trás do silício reduz a absorção parasitária em comprimentos de onda do infravermelho próximo.
Como conclusão, os pesquisadores afirmam: nanotexturas personalizadas podem ajudar a melhorar os materiais semicondutores perowskite em diversos níveis. Esses resultados não são apenas valiosos para células solares em tandem feitas de perovskita e silício, mas também para diodos emissores de luz baseados em perovskita.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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