Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências bate recorde mundial de eficiência de módulos fotovoltaicos de CZTSSe, atingindo 13,0%

De acordo com pt.wedoany.com-A equipe do Pesquisador Meng Qingbo, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, fabricou um módulo fotovoltaico de filme fino de CZTSSe de grande área, com eficiência de conversão fotoelétrica de 13,0%, estabelecendo um novo recorde mundial de eficiência para esse tipo de módulo. Os resultados foram publicados online na revista Nature Materials.

O CZTSSe é um novo material fotovoltaico de filme fino composto por elementos abundantes na Terra, como cobre, zinco e estanho, que são de baixo custo e ecologicamente corretos, sendo considerado uma importante direção para as próximas gerações de células solares sustentáveis. Nos últimos anos, a equipe de Meng Qingbo já quebrou o recorde mundial de eficiência desse tipo de célula por 10 vezes. No entanto, quando o tamanho do dispositivo é ampliado, a uniformidade do filme fino diminui drasticamente e a eficiência também é reduzida, tornando-se um desafio crucial para a aplicação prática dessa tecnologia.

Meng Qingbo explicou que o problema está no processo de solução. Nos métodos tradicionais, os íons metálicos e as moléculas orgânicas formam uma rede de reticulação complexa, o que causa evaporação do solvente, distribuição dos elementos e processo de cristalização desuniformes, como se houvesse muitos grumos na massa, resultando em um "filme de massa" com espessura irregular. Para isso, a equipe partiu da escala molecular, introduzindo a formamida como agente regulador de coordenação, ajustando com precisão a estrutura de coordenação entre os íons metálicos e as moléculas orgânicas, rompendo essa rede de reticulação.

Com base nessa estratégia de regulação da coordenação molecular, a equipe desenvolveu um processo de revestimento por solução adequado para produção contínua em grande área, obtendo um filme fino de CZTSSe altamente uniforme em um substrato de 10 cm². Com esse filme, foi fabricada uma célula de pequena área de 1 cm², com eficiência certificada de 14,2%; após a gravação a laser para formar um módulo com 6 subcélulas em série, com área total de 10,5 cm², a eficiência certificada ainda atingiu 13,0%.

Meng Qingbo afirmou que este estudo demonstra que a tecnologia de filme fino de CZTSSe não só pode ser bem-sucedida em pequenas áreas em laboratório, mas também possui potencial para ampliação de produção e industrialização, fornecendo uma nova abordagem para a fabricação em larga escala de módulos fotovoltaicos de baixo custo e ecológicos.