Pesquisadores criam células solares de silício monocristalino flexíveis

Relatório de 25 de maio de 2023

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por Bob Yirka, Tech Xplore

Uma grande equipe de tecnólogos afiliados a várias instituições na China, trabalhando com dois colegas da Alemanha e outros dois da Arábia Saudita, encontrou uma maneira de criar células solares de silício monocristalino flexíveis. Em seu estudo, relatado na revista Nature, o grupo desenvolveu e testou um novo processo. Os editores da Nature também publicaram um briefing de pesquisa na mesma edição da revista, descrevendo o trabalho da equipe neste novo esforço.

As células solares existem há mais de meio século, fornecendo eletricidade para uma variedade de aplicações de energia limpa. Mas, até o momento, quase todos eles envolveram o uso de células solares planas e rígidas, tornando-as adequadas para uso em um número limitado de aplicações. Por muitos anos, cientistas, desenvolvedores de aplicativos e usuários finais esperaram pelo desenvolvimento de painéis solares flexíveis tão eficientes e duráveis ​​quanto os rígidos. Nesse novo esforço, a equipe de pesquisa relata uma maneira de criar esse produto.

A equipe começou fazendo simulações de ideias para ver se alguma poderia dar certo. Eles criaram duas técnicas para tratar os materiais semicondutores usados ​​para fabricar painéis solares: a primeira era um processo químico úmido, enquanto a segunda era um processo seco baseado em plasma.

Em testes no mundo real, eles provaram que poderiam ser usados ​​para criar painéis flexíveis finos - infelizmente, ambos sofriam de excesso de refletividade. A análise microscópica mostrou que o problema era devido a rachaduras microscópicas entre saliências em forma de pirâmide que foram criadas durante o processamento na superfície dos painéis. A equipe então encontrou uma maneira de suavizar as saliências e canais que se formaram entre as bordas, onde se formaram rachaduras. Testes posteriores mostraram que rachaduras ainda se formaram, mas o painel nunca quebrou, o que permitiu que a célula dobrasse e permanecesse utilizável.

Os dispositivos resultantes feitos com as células dobráveis ​​eram tão eficientes e duráveis ​​quanto as células não dobráveis. A equipe de pesquisa também descobriu que as células poderiam ser facilmente produzidas em massa. E por serem muito mais leves que as células solares tradicionais, elas têm muito mais aplicações.

Mais Informações: Wenzhu Liu et al, Células solares flexíveis baseadas em pastilhas de silício dobráveis ​​com bordas rombas, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05921-z

Células solares flexíveis feitas com silício cristalino, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01357-7