Alemanha desenvolve módulo fotovoltaico orgânico semitransparente com eficiência de 9,26%

De acordo com pt.wedoany.com-O Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE) e a Universidade de Freiburg divulgaram os resultados de pesquisa sobre módulos fotovoltaicos orgânicos semitransparentes. A equipe de pesquisa utilizou processos adequados para fabricação em escala industrial e produziu módulos fotovoltaicos orgânicos com dimensões de 14,5 cm × 14,5 cm, área de aproximadamente 210 cm², com transmitância média de 43,2% e eficiência máxima de conversão fotoelétrica de 9,26%. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Joule.

A equipe de pesquisa combinou pulverização catódica (sputtering) com revestimento por fenda (slot-die coating) na fabricação dos módulos, sendo que ambos os processos já possuem base de aplicação industrial e podem ser ampliados para módulos de maior área. A camada ativa fotovoltaica foi preparada por revestimento por fenda, utilizando um sistema de solvente não halogenado, reduzindo a dependência de solventes especiais e métodos de deposição laboratoriais na transição de dispositivos de pequena área em laboratório para processos de produção contínuos e de grande área.

Os módulos semitransparentes produzidos no estudo atingiram transmitância máxima de luz visível de aproximadamente 50%. A eficiência de utilização de luz (LUE) máxima relatada no artigo foi de aproximadamente 4%, utilizada para avaliar simultaneamente a eficiência de geração de energia e a transmitância de luz visível do dispositivo. A equipe de pesquisa ajustou a camada absorvedora de semicondutor orgânico e os eletrodos transparentes para que os módulos absorvessem principalmente a faixa do infravermelho próximo, mantendo ao mesmo tempo uma proporção relativamente alta de transmitância de luz visível.

Além dos módulos rígidos, a equipe também validou a mesma rota de fabricação em substratos flexíveis. Os módulos flexíveis não apresentaram degradação de desempenho após 1275 ciclos de flexão em torno de uma haste de teste com diâmetro de aproximadamente 15 mm. Os pesquisadores também utilizaram termografia de bloqueio de fase e imagem por eletroluminescência para inspecionar curtos-circuitos locais e defeitos gerados durante o processo de ampliação de fabricação, a fim de identificar regiões que afetam a consistência de desempenho em módulos de grande área.

O Fraunhofer ISE posiciona claramente essa tecnologia para aplicações em fotovoltaica integrada a edifícios e agrofotovoltaica, que exigem propriedades de transmitância de luz. Os resultados atualmente divulgados ainda pertencem à fase de desenvolvimento de módulos e validação de processos de fabricação, sem divulgação de linhas de produção comercial em massa, capacidade produtiva, cronograma de produção em massa ou planos de certificação de produtos.