Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nanjing e da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill publicou uma revisão do progresso da comercialização da tecnologia fotovoltaica de perovskita de junção única. Eles avaliaram a viabilidade da comercialização com base nos três pilares de eficiência, estabilidade e custo. Também foram realizadas avaliações da pegada de carbono e do potencial de reciclagem.
O grupo de pesquisa vê a questão da estabilidade como a mais urgente, “seguida de perto pela necessidade de melhorar o processamento de filmes de grande área”, disse a autora principal Pengchen Zhu à pv magazine.
A equipe começou estabelecendo critérios de tamanho de área do dispositivo para termos como “célula” ou “módulo”. O tamanho é importante quando se trata de discussões sobre prontidão para comercialização. As células de pesquisa ou células do tamanho de laboratório são as menores, chamadas de “células pequenas”. Medem menos de 1 cm². Em seguida, em tamanho, estão as “células” medindo de 1 cm² a 10 cm². Um “módulo grande” é considerado com mais de 14.000 cm². No meio estão minimódulos, submódulos, módulos pequenos e módulos padrão.
Em seguida, os acadêmicos identificaram potenciais aplicações e os desafios críticos de comercialização. Além disso, eles revisaram o trabalho que está sendo feito para superar os desafios, incluindo estratégias para fabricar filmes de alta qualidade em uma grande área e melhorar ainda mais a eficiência e a estabilidade da conversão de energia.
O grupo também discutiu métodos e materiais de encapsulamento em comprimento, métodos de deposição escaláveis e estratégias para melhorar a qualidade do filme e a evolução do custo. “Algumas das descobertas mais surpreendentes da revisão estão na análise de custos e avaliações de ciclo de vida”, disse Zhu. A equipe avaliou cenários de redução de custos, incluindo comparações e projeções sobre o custo nivelado de eletricidade (LCOE) para módulos tandem de perovskita e silício.
“Falamos sobre o impacto ambiental, incluindo questões de toxicidade, e demanda de recursos nesta seção, propondo algumas estratégias de reciclagem para reduzir esse impacto negativo”, disse Zhu, referindo-se a cálculos de retorno de energia, pegadas de carbono e comparações com módulos fotovoltaicos convencionais.
O estudo também inclui resumos do status de comercialização de vários fabricantes, como os baseados na Europa Willow Tecnologias e Solaronix, das japonesas Panasonic e Toshiba, juntamente com empresas chinesas de fabricação de perovskita Utmolight, Wonder Solar, Kunshan GCL e Microquanta.
Quando questionada sobre como a indústria fotovoltaica poderia acelerar a comercialização da tecnologia de perovskita, Zhu sugeriu que uma cooperação mais estreita entre a academia e a indústria em áreas-chave poderia fazer a diferença. Por exemplo, fornecendo os mais recentes produtos de poliolefina modificada e borracha butílica para pesquisa de encapsulamento, enquanto os fabricantes de células poderiam fornecer células de silício de fundo personalizadas.
Os fabricantes poderiam compartilhar dados de processamento não confidenciais com pesquisadores de perovskita, o que ajudaria na pesquisa para fabricar grandes módulos, permitindo a entrada antecipada de fornecedores de equipamentos e materiais.
Olhando para o futuro, Zhu espera que a comunidade de pesquisa de perovskita continue a melhorar a estabilidade do dispositivo, com foco nas condições da vida real para entender e resolver problemas relacionados a coisas como exposição térmica, à luz e à umidade.
Sua revisão foi apresentada no artigo “Towards the Commercialization of Perovskite Solar Modules“, publicado na Advanced Materials. A iniciativa pode ser vista como complementar à revisão de comercialização orientada para perovskita-silício recentemente publicada por uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah da Arábia Saudita (KAUST).
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