Pesquisadores da Swansea University, no Reino Unido, afirmam ter criado a primeira célula solar de perovskita totalmente imprimível em rolo, o pode acelerar a escalabilidade solar.
De acordo com a equipe, eles conseguiram estabelecer uma formulação de tinta de carbono escalável e de baixo custo, capaz de liberar o potencial para células solares de perovskita serem fabricadas em grande escala.
A perovskita (óxido de cálcio e titânio, CaTiO3) é um mineral relativamente raro, ocorrendo na forma de cristais ortorrômbicos (pseudocúbicos). A estrutura é constituída por átomos ou moléculas dos cristais que é ABX3. Isso significa que tem três componentes diferentes, organizados de modo cúbico. Trata-se de uma estrutura conhecida e usada em vários dispositivos, mas aplicado às células solares é relativamente recente.
Agora, usando revestimento de ranhura em um processo rolo a rolo (R2R), os acadêmicos do SPECIFIC Innovation and Knowledge Center da universidade estabeleceram uma maneira de criar essas células de perovskita (PV) de uma maneira que elas possam ser ‘totalmente imprimíveis’ e em rolos.
A pesquisa
Os pesquisadores buscaram uma alternativa ao eletrodo de ouro que normalmente é aplicado usando um processo de evaporação caro e lento após a impressão do dispositivo.
David Beynon, pesquisador sênior da SPECIFIC, disse: “A chave foi identificar a mistura de solventes certa, que seca como um filme sem dissolver a camada subjacente.
“A análise de difração de raios X mostrou que a tinta de eletrodo de carbono é capaz disso quando formulada com um sistema solvente ortogonal.
“Esta camada inovadora pode ser aplicada de forma contínua e compatível com as camadas subjacentes a baixa temperatura e alta velocidade.”
O líder da pesquisa fotovoltaica, o professor Trystan Watson, disse que as células solares de perovskita são uma grande promessa no caminho para uma energia mais limpa.
“A capacidade de produzir um dispositivo totalmente funcional inteiramente em linha torna a fabricação de alto volume mais fácil e econômica e é um grande passo para sua comercialização”, comentou Watson.
“Isso revela a ideia de um processo de fabricação em que uma tinta solar é adicionada em uma extremidade e uma célula solar emerge na outra”.
Os dispositivos com eletrodos de carbono forneceram um desempenho fotovoltaico semelhante aos eletrodos convencionais de ouro evaporado, disse a equipe, como parte de um dispositivo de pequena escala em um substrato de vidro rígido com eficiências de conversão de energia (PCE) de 13-14 por cento e o adicional benefícios de desempenho superior em temperaturas mais altas e melhor estabilidade a longo prazo.
Eles confirmaram que o novo dispositivo totalmente revestido com R2R, que foi impresso em um substrato flexível de 20 metros de comprimento, produziu uma eficiência de conversão de energia estabilizada de 10,8%.
O método, publicado na revista científica Advanced Materials, foi projetado e feito, analisado em detalhes e aprimorado pela equipe ao longo de quatro anos. Foi financiado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional do governo galês e pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia (EPSRC) por meio do SPECIFIC e do Programa de Fotovoltaica Integrada e Orientada para Aplicativos (ATIP).
O professor Watson disse que o próximo desafio é provar o método, acrescentando que a equipe precisa trabalhar para fazer algo que “realmente se pareça com um painel solar”.
“Podemos então instalá-los em edifícios e entender o quão perto estamos de cumprir a promessa da fabricação de fontes renováveis verdes no Reino Unido”, disse Watson.
Fonte: The Engineer.