Novo recorde mundial de eficiência solar para uma célula de silício

O famoso Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE), da Alemanha, juntamente com o instituto de investigação holandês AMOLF, deixaram a sua marca no mundo da energia solar. Criaram uma célula solar “multijunção” que atingiu uma eficiência recorde de 36,1%, um valor nunca alcançado para células baseadas em silício.

Um salto quântico na tecnologia solar

Embora o silício seja amplamente utilizado na tecnologia solar em todo o mundo, a sua eficiência tem um limite natural de 29,4%. Mas, de acordo com o Fraunhofer ISE, há formas de ultrapassar este limite. O segredo está em revestir estas células solares com materiais adicionais, transformando-as naquilo que se designa por células solares “multijunção”.

Estas células inovadoras têm várias camadas de absorção de luz, cada uma dedicada a um espetro de cor específico do sol, permitindo uma utilização mais eficiente.

Albert Polman, líder do projeto AMOLF, salientou a importância da colaboração entre os dois institutos, que teve início em 2020 e que resultou neste feito sem precedentes. A combinação das especialidades de cada equipa foi crucial: enquanto o Fraunhofer é conhecido pelo fabrico de células solares ultraeficientes baseadas em silício e semicondutores como o GaInP ou o GaAs, o AMOLF acumulou experiência na otimização do tratamento da luz nas células solares.

Como é que este avanço foi conseguido?

O fabrico recorde utilizou uma célula solar de silício TOPCon combinada com duas camadas semicondutoras de gálio, índio e fósforo (GaInP) e gálio, índio e arsenieto de fósforo (GaInAsP) desenvolvidas pelo Fraunhofer ISE. Este conjunto foi subsequentemente revestido com um nanorevestimento especial de metal/polímero concebido pela AMOLF e fabricado em colaboração com o Fraunhofer ISE.

Um elemento adicional foi o refletor posterior da célula solar, que melhora a recolha de luz no interior da célula, permitindo-lhe ultrapassar pela primeira vez os 36% de eficiência.

Qual é o futuro desta inovação?

Embora estas células solares ultramodernas possam ter um custo mais elevado, o Fraunhofer ISE vê um grande potencial em locais com limitações de espaço, onde é necessário gerar grandes quantidades de energia solar em pequenas áreas.

As aplicações futuras são vastas e vão desde os veículos elétricos movidos a energia solar, à eletrónica de consumo e aos drones.

Frank Dimroth, do Fraunhofer ISE, congratula-se com este resultado e sublinha a contribuição do novo refletor traseiro da AMOLF e da célula GaInAsP melhorada do Fraunhofer para este resultado extraordinário.

Esta descoberta abre, sem dúvida, um novo capítulo na história da energia solar e na forma como a aproveitamos para um mundo mais sustentável.