Pesquisadores na Índia construíram o dispositivo 4T com células superiores e inferiores baseadas em células de perovskita semitransparentes de grande área com contatos metálicos de cobre. O cobre foi usado em vez do ouro caro com o objetivo de reduzir o custo geral da célula.
Pesquisadores do Instituto Indiano de Tecnologia Bhilai fabricaram uma célula solar em tandem de perovskita/silício de quatro terminais (4T) que se baseia em uma célula de perovskita semitransparente de grande área com um contato de metal à base de cobre em vez de ouro caro tanto para o 4T as células superiores e inferiores do dispositivo.
“O cobre tem sido usado com o objetivo de reduzir o custo geral da célula”, disse o pesquisador Manas Ranjan Samantaray à revista pv. “Uma estrutura sanduíche de ouro-cobre-ouro também está sendo investigada para reduzir custos sem comprometer a estabilidade.”
A célula cm2 usada para as células superior e inferior foi apresentada pelo mesmo grupo de pesquisa em setembro e é fabricada por meio de uma técnica de revestimento por rotação de duas etapas com um substrato de óxido de estanho dopado com flúor (FTO); uma camada de perovskita de iodeto de chumbo de metilamônio (MAPbI3) intercalada entre uma camada de transporte de elétrons (ETL) de óxido de titânio (TiO2) e uma camada de transporte de buracos (HTL) feita de Spiro-OMeTA; e um eletrodo condutor de cobre. “Nossa célula superior semitransparente permite a passagem de luz acima de 750 nm e é adequada para uso com células e módulos fotovoltaicos poli e mono-Si”, acrescentou Ranjan Samantaray.
（A célula semitransparente usada como célula superior e inferior para o dispositivo 4T.
Imagem: Instituto Indiano de Tecnologia Bhilai）
Células solares 4T com diferentes configurações foram desenvolvidas pelos cientistas indianos. Um foi construído com as células solares de perovskita semitransparentes de grande área mencionadas acima com áreas ativas de 1 cm2 e 2 cm2, que mostraram uma eficiência de conversão de energia de 5,07% e 4,10%, respectivamente, e um contato seletivo de portadora (CSC) célula solar de silício com uma eficiência de 3,42%. Outro dispositivo foi fabricado com as mesmas células superior e inferior e uma célula comercial de silício cristalino com eficiência de 14,11%.
A primeira célula solar alcançou uma eficiência de conversão de energia de 7,31%, que é superior à eficiência das células individuais, e a segunda atingiu 15,15%, que é um valor que os pesquisadores descreveram como comparável aos dispositivos existentes que utilizam materiais mais caros como ouro e óxido de índio e estanho (ITO). “No futuro, vamos demonstrar a estabilidade dos dispositivos, e mais alguns estudos são necessários para avançar no projeto de módulos de grande área”, afirmou Ranjan Samantaray.
A célula solar em tandem 4T foi descrita no artigo "Células solares em tandem de perovskita/silício de quatro terminais baseadas em células solares de perovskita de grande área utilizando eletrodo semitransparente de cobre de baixo custo", publicado em Física Aplicada A.