{"id":2244,"date":"2020-10-14T08:58:00","date_gmt":"2020-10-14T08:58:00","guid":{"rendered":"https:\/\/csbattery.cn\/?p=2244"},"modified":"2023-01-14T12:49:15","modified_gmt":"2023-01-14T12:49:15","slug":"theoretically-two-layers-are-better-than-one-for-solar-cell-efficiency","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/csbattery.cn\/pt\/theoretically-two-layers-are-better-than-one-for-solar-cell-efficiency\/","title":{"rendered":"Teoricamente, duas camadas s\u00e3o melhores do que uma para a efici\u00eancia da c\u00e9lula solar"},"content":{"rendered":"

As c\u00e9lulas solares percorreram um longo caminho, mas as c\u00e9lulas solares de filme fino e baratas ainda est\u00e3o muito atr\u00e1s das c\u00e9lulas solares cristalinas mais caras em termos de efici\u00eancia. Agora, uma equipe de pesquisadores sugere que o uso de dois filmes finos de materiais diferentes pode ser o caminho a seguir para criar c\u00e9lulas de filme fino acess\u00edveis com efici\u00eancia de cerca de 34%.<\/p>\n\n\n\n

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\u201cDez anos atr\u00e1s, eu sabia muito pouco sobre c\u00e9lulas solares, mas ficou claro para mim que elas eram muito importantes\u201d, disse Akhlesh Lakhtakia, professor da Universidade Evan Pugh e professor Charles Godfrey Binder de ci\u00eancia e mec\u00e2nica da Penn State.<\/p>\n\n\n\n

Investigando o campo, ele descobriu que os pesquisadores abordaram as c\u00e9lulas solares de dois lados, o lado \u00f3ptico \u2013 observando como a luz do sol \u00e9 coletada \u2013 e o lado el\u00e9trico \u2013 observando como a luz solar coletada \u00e9 convertida em eletricidade. Os pesquisadores \u00f3pticos se esfor\u00e7am para otimizar a captura de luz, enquanto os pesquisadores el\u00e9tricos se esfor\u00e7am para otimizar a convers\u00e3o em eletricidade, ambos os lados simplificando o outro.<\/p>\n\n\n\n

\u201cDecidi criar um modelo em que os aspectos el\u00e9tricos e \u00f3pticos fossem tratados igualmente\u201d, disse Lakhtakia. \u201cPrecis\u00e1vamos aumentar a efici\u00eancia real, porque se a efici\u00eancia de uma c\u00e9lula for menor que 30%, n\u00e3o far\u00e1 diferen\u00e7a.\u201d Os pesquisadores relatam seus resultados em uma edi\u00e7\u00e3o recente da Applied Physics Letters.<\/p>\n\n\n\n

Lakhtakia \u00e9 um te\u00f3rico. Ele n\u00e3o faz filmes finos em laborat\u00f3rio, mas cria modelos matem\u00e1ticos para testar as possibilidades de configura\u00e7\u00f5es e materiais para que outros possam testar os resultados. O problema, disse ele, \u00e9 que a estrutura matem\u00e1tica de otimiza\u00e7\u00e3o do \u00f3ptico e do el\u00e9trico s\u00e3o muito diferentes.<\/p>\n\n\n\n

As c\u00e9lulas solares parecem ser dispositivos simples, explicou. Uma camada superior transparente permite que a luz do sol caia sobre uma camada de convers\u00e3o de energia. O material escolhido para converter a energia, absorve a luz e produz fluxos de el\u00e9trons carregados negativamente e buracos carregados positivamente movendo-se em dire\u00e7\u00f5es opostas.<\/p>\n\n\n\n

As part\u00edculas com cargas diferentes s\u00e3o transferidas para uma camada de contato superior e uma camada de contato inferior que canaliza a eletricidade para fora da c\u00e9lula para uso. A quantidade de energia que uma c\u00e9lula pode produzir depende da quantidade de luz solar coletada e da capacidade da camada de convers\u00e3o. Diferentes materiais reagem e convertem diferentes comprimentos de onda de luz.<\/p>\n\n\n\n

\u201cPercebi que, para aumentar a efici\u00eancia, t\u00ednhamos que absorver mais luz\u201d, disse Lakhtakia. \u201cPara fazer isso, tivemos que tornar a camada absorvente n\u00e3o homog\u00eanea de uma maneira especial.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Essa maneira especial foi usar dois materiais absorventes diferentes em dois filmes finos diferentes. Os pesquisadores escolheram CIGS - disseleneto de cobre, \u00edndio e g\u00e1lio - e CZTSSe - seleneto de cobre, zinco e enxofre - para as camadas. Por si s\u00f3, a efici\u00eancia do CIGS \u00e9 de cerca de 20% e a do CZTSSe \u00e9 de cerca de 11%.<\/p>\n\n\n\n

Esses dois materiais funcionam em uma c\u00e9lula solar porque a estrutura de ambos os materiais \u00e9 a mesma. Eles t\u00eam aproximadamente a mesma estrutura de treli\u00e7a, de modo que podem ser cultivados um em cima do outro e absorvem diferentes frequ\u00eancias do espectro, de modo que devem aumentar a efici\u00eancia, de acordo com Lakhtakia.<\/p>\n\n\n\n

\u201cFoi incr\u00edvel\u201d, disse Lakhtakia. \u201cJuntos, eles produziram uma c\u00e9lula solar com efici\u00eancia 34%. Isso cria uma nova arquitetura de c\u00e9lula solar \u2013 camada sobre camada. Outros que podem realmente fazer c\u00e9lulas solares podem encontrar outras formula\u00e7\u00f5es de camadas e talvez fazer melhor.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Segundo os pesquisadores, o pr\u00f3ximo passo \u00e9 cri\u00e1-los experimentalmente e ver quais s\u00e3o as op\u00e7\u00f5es para obter as melhores respostas finais.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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