Pesquisadores da Universidade de New South Wales, na Austrália, desenvolveram uma nova técnica baseada em laser que permite observar em tempo real os danos causados pela luz ultravioleta às células solares de silício e seu processo de reparo sob a luz solar. Este método de monitoramento, liderado pela Dra. Xiaojing Hao, é capaz de rastrear as mudanças químicas nas células durante a exposição aos raios UV e tem o potencial de transformar a forma como os painéis solares são testados, projetados e certificados.

A Dra. Hao afirmou: "Este novo método pode ser aplicado diretamente nas linhas de produção para testar rapidamente a capacidade das células solares de resistir a danos por UV, tendo valor prático para o controle de qualidade da fabricação." As células solares de silício dominam o mercado fotovoltaico, mas são suscetíveis à degradação induzida por UV, onde a exposição prolongada pode levar a uma queda significativa na eficiência.

O estudo mostra que, em testes acelerados, as células solares de silício, equivalentes a 2000 horas de exposição à radiação UV, podem sofrer uma queda de desempenho de até 10%. A equipe utilizou a técnica de espectroscopia Raman UV, analisando as vibrações moleculares do material através da irradiação por laser, permitindo um monitoramento microscópico não destrutivo.

O autor correspondente, Dr. Ziheng Liu, explicou: "Esta técnica funciona como uma câmera; não apenas mede a saída de energia, mas também observa diretamente as mudanças em tempo real no próprio material." Os pesquisadores observaram que a luz UV altera as ligações químicas envolvendo átomos de hidrogênio, silício e boro, enfraquecendo a camada de passivação da superfície e reduzindo a capacidade de conversão fotoelétrica.

O Dr. Angus Liu, professor associado da UNSW, apontou que, quando a célula é novamente exposta à luz visível, os átomos de hidrogênio migram para a superfície, reparando as ligações químicas rompidas e restaurando o material ao seu estado original. Ele afirmou: "Isso confirma que o reparo não é apenas um efeito elétrico; o próprio material está se recuperando em nível atômico."

Estas descobertas têm implicações significativas para os testes e certificação de células solares. Testes de envelhecimento acelerado podem superestimar as perdas devido à degradação reversível. O novo método de monitoramento, ao distinguir mudanças temporárias das irreversíveis, fornece uma base para melhorar os testes. O Dr. Angus Liu enfatizou: "Esta distinção é crucial para prever com precisão a vida útil."

O método baseado em Raman pode detectar a sensibilidade aos UV em poucos segundos, sem danificar a célula solar. Ele pode ser usado para triar novos materiais, condições de processamento ou mudanças de design, e também é adequado para controle de qualidade online. A Dra. Hao concluiu: "Este trabalho nos dá uma visão mais clara do comportamento real das células solares. Com melhores ferramentas de monitoramento, podemos projetar sistemas solares mais confiáveis." A pesquisa foi publicada na revista Energy & Environmental Science.