Avanço revolucionário na fabricação de células fotovoltaicas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2023

Estruturas das interconexões 3D das microcélulas solares.
[Imagem: Mathieu de Lafontaine et al. - 10.1016/j.xcrp.2023.101701]

Microcélulas solares

Embora as células solares sejam fabricadas há décadas usando a mesma tecnologia da microeletrônica do silício - e esta é uma das razões pelas quais os painéis solares são tão caros - esses componentes fotovoltaicos nunca se beneficiaram da miniaturização que comanda o desenvolvimento dos transistores, por exemplo.

Isso, até agora, graças ao trabalho de uma equipe internacional que finalmente conseguiu fabricar células solares em dimensões micrométricas - lembre-se que os transistores já estão rompendo a barreira inferior da escala nanométrica.

Na verdade, microcélulas solares já existem há anos, mas como unidades individuais, ainda não sendo práticas para montagem em grandes matrizes em painéis solares.

Agora, os pesquisadores conseguiram refazer as conexões das células solares levando os eletrodos para a parte traseira do próprio componente semicondutor fotovoltaico, o que viabiliza sua fabricação em larga escala.

As microcélulas solares, com dimensões equivalentes a apenas duas vezes a espessura de um fio de cabelo, apresentam vantagens significativas sobre as tecnologias solares convencionais, reduzindo o sombreamento induzido pelos eletrodos em 95% e reduzindo os custos de produção de energia em até três vezes.

A técnica de interconexão 3D terá aplicações em várias outras áreas.
[Imagem: Mathieu de Lafontaine et al. - 10.1016/j.xcrp.2023.101701]

Grandes ganhos

As interconexões 3D, feitas pela parte traseira do circuito, permitiram um aumento de 6 vezes no uso da área de cada pastilha de silício, além de uma redução da área do dispositivo em até 3 ordens de grandeza.

"Este avanço tecnológico promete benefícios significativos para a sociedade. Células solares mais baratas e mais potentes ajudarão a acelerar a mudança energética. Baterias nucleares leves facilitarão a exploração espacial e a miniaturização de dispositivos contribuirá para o crescimento da internet das coisas e levará a computadores e celulares mais poderosos," disse Mathieu de Lafontaine, da Universidade de Ottawa, no Canadá.

Mais tópicos