Cientistas sul-coreanos transformaram uma célula solar opaca de silício cristalino em uma transparente, perfurando orifícios com medições de cerca de 100 μm de diâmetro.

Pesquisadores do Instituto Nacional Ulsan de Ciência e Tecnologia da Coréia do Sul (UNIST) criaram uma célula solar de silício cristalino (c-Si) transparente perfurando micro furos medindo cerca de 100 micrômetros (μm) de diâmetro, na superfície da célula.

A nova célula, descrita no estudo Fotovoltaicos de Silício Cristalino de Cor Neutra Transparente, publicada na Joule, foi criada colocando passagens de transmissão de luz, em forma de micro-orifício, em um substrato de c-Si transparente e de cor neutra, com uma espessura de cerca de 200-μm. Caso contrário, a célula continuaria opaca.

“Antes de nós, ninguém tentou fabricar silício cristalino transparente de cor neutra”, disseram os cientistas. As abordagens anteriores, explicaram, foram baseadas na fabricação de filmes ultrafinos de c-Si, mas devido à absorção limitada da luz de longo comprimento de onda, as células fotovoltaicas resultantes tiveram eficiência muito baixa.

Os micro-orifícios foram projetados para permitir a transmissão de toda a luz visível incidente através do substrato, resultando em um material incolor. “O espaçamento dos furos no substrato transparente de c-Si é mantido usando uma escala de micrômetro, permitindo que o espaçamento seja muito menor que 1,75 mm, de modo que o padrão do furo fique invisível mesmo a uma distância de 30 cm”, disseram os cientistas.

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A equipe de pesquisa também afirma ter desenvolvido a célula solar transparente mais eficiente do gênero até o momento, com uma conversão de eficiência de até 12,2%. Isso se compara às células solares transparentes que absorvem UV ou NIR, que geralmente têm eficiências superiores a 2%.

“O substrato transparente de c-Si mostra uma cor completamente neutra sem comprimento de onda interrompido na transmissão, e sua transmitância pode ser facilmente sintonizada controlando a fração de preenchimento”, escreveram os pesquisadores.

O próximo passo para essa tecnologia, que seria aplicada principalmente às janelas solares, é aumentar a célula solar para 25 cm² (3,88 pol²) e a eficiência para 15%. “Também precisamos ter estabilidade e resistência mecânicas para aplicar nosso dispositivo e, então, substituir a janela comum dos prédios”, disse o autor da pesquisa, Kwanyong Seo.

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