A geração de energia fotovoltaica é uma nova força na transformação verde global. A equipe de pesquisa científica do Instituto de Tecnologia de Pequim e outras unidades nacionais cooperaram e superaram com sucesso as dificuldades técnicas na preparação de células solares em tandem de perovskita/silício cristalino e desenvolveram uma célula solar em tandem de perovskita/silício cristalino com uma eficiência de conversão fotoelétrica de 32,5% e estabilidade de operação a longo prazo. Os resultados relevantes foram publicados na revista acadêmica internacional “Science” no dia 2.
Atualmente, as células solares mais comuns na produção e na vida são as células de silício cristalino, cuja eficiência de conversão fotoelétrica é de cerca de 26%. A célula empilhada de perovskita/silício cristalino é um novo tipo de célula solar composta por uma combinação de silício cristalino e perovskita para absorver luz. Comparado com as células de silício cristalino tradicionais, possui características de baixo custo de geração de energia e alta eficiência de conversão fotoelétrica. Durante muito tempo, problemas como filmes de perovskita irregulares e baixa qualidade do cristal ocorreram frequentemente durante o processo de preparação deste novo tipo de bateria, resultando em defeitos no produto acabado e afetando a taxa de conversão fotoelétrica e a vida útil.
A imagem mostra o protótipo de célula solar empilhada com perovskita/silício cristalino desenvolvido pela equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Pequim e outros. (Foto cedida pelo entrevistado)
"Para preparar este tipo de bateria tandem, uma camada de líquido precursor de perovskita é primeiro depositada na célula de silício cristalino. Quando o líquido precursor seca, ele gradualmente forma núcleos de cristal e cristaliza, e finalmente 'cresce' em um filme de perovskita de banda larga. No entanto, devido aos diversos componentes no material de perovskita e ao estado de fase complexo dos cristais de semente, o filme 'crescido' é irregular. Chen Qi, professor do Instituto de Fronteira Interdisciplinar Science at BIT, disse que a equipe propôs de forma inovadora uma estratégia de controle de cristalização de perovskita de banda larga, adicionando alquil aminas de cadeia longa à solução precursora para acelerar o "crescimento" de núcleos de cristal de alta qualidade e inibir o "crescimento" de núcleos de cristal de baixa qualidade, preparando assim um filme de perovskita de banda larga uniforme e de alta qualidade.
Chen Yihua, professor assistente da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da BIT, disse que com base nesta ideia inovadora, a equipe preparou células empilhadas de perovskita/silício cristalino de 1 centímetro quadrado e 25 centímetros quadrados, respectivamente, com eficiências de conversão fotoelétrica correspondentes de 32,5% e 29,4%, ambas melhores do que as células solares de silício cristalino tradicionais. Além disso, após testes de rastreamento de ponto de potência máxima, a amostra demonstrou estabilidade operacional a longo prazo.
Chen Qi disse que esta conquista estabelece uma base técnica fundamental para o desenvolvimento de células solares empilhadas de perovskita/silício cristalino e espera-se que promova sua aplicação industrial, melhore a eficiência da geração de energia fotovoltaica e ajude na transformação de energia verde e de baixo carbono. (Repórter Zhao Xu)