Uma equipe internacional de pesquisa liderada pela alemã Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg construiu um painel fotovoltaico orgânico (OPV) de grande área com uma eficiência recorde mundial de 14,5%.
O resultado foi certificado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE). Para o mesmo tipo de módulo, a Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg alcançou uma eficiência de 14,46% em dezembro de 2023. Esse resultado foi um salto em relação ao recorde anterior de 13,1% registrado para um módulo encapsulado de 57 células pelo especialista em OPV com sede em Taiwan, Ways Technical Corporation (Waystech) e Nanobit.
O módulo conta com 216 células solares individuais de 4 mm². Os dispositivos foram construídos com um substrato à base de vidro e óxido de índio estanho (ITO), uma camada de transporte de elétrons (ETL) à base de óxido de zinco (ZnO), um absorvedor feito de um material orgânico conhecido como PM6:Y6-C12:PC61BM, uma camada de transporte de furo (HTL) baseada no polímero PEDOT-F e um contato metálico com prata (Ag).
O grupo usou a assinatura a laser P1, P2 e P3 para construir as interconexões monolíticas que adicionam tensões entre as células em módulos. Construiu um módulo com tamanho de 143 mm × 143 mm e área ativa de 204,11 cm².
Os cientistas disseram que, no processo de escalonamento célula-módulo, houve menores perdas resistivas graças a uma técnica de revestimento acelerado da lâmina que supostamente permitiu revestimentos homogêneos com um desvio de espessura inferior a 5%. O ETL, o absorvedor e o HTL foram todos revestidos com lâmina de solventes não halogenados no ar ambiente.
Testado sob condições de iluminação padrão, o módulo alcançou uma eficiência máxima de conversão de energia de 15,1% e um fator de preenchimento de 76%, que os cientistas disseram ser o mesmo das células solares individuais usadas no painel.
Esses resultados devem aparecer em breve no gráfico de eficiência do módulo fotovoltaico campeão do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA. “Este trabalho apresenta pesquisas de ponta em OPVs que visam fechar a lacuna de eficiência entre células e módulos de alto desempenho”, disseram os pesquisadores.
O novo módulo OPV foi apresentado no artigo “Large-area organic photovoltaic modules with 14.5% certified world record efficiency“, publicado na Joule. A equipe de pesquisa foi composta por acadêmicos do Instituto de Tecnologia de Nuremberg, na Alemanha, da fornecedora de materiais OPV Brilliant Matters, com sede no Canadá, e da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong, na China.
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