p A pesquisadora de energia solar da UNSW e pesquisadora da Cientia Dra. Xiaojing Hao e sua equipe alcançaram dois recordes mundiais de eficiência energética para o material de células solares do futuro, sulfeto de kesterita. p A Dra. Hao e sua equipe quebraram a barreira de eficiência de 10 por cento não apenas para kesterita de sulfeto, mas também para uma célula solar de kesterita de tamanho padrão, seja material de sulfeto puro ou incorporando selênio menos desejável.

p O resultado, que é publicado em um artigo em Nature Energy hoje, é o quarto recorde consecutivo de eficiência alcançado pelo grupo liderado pelo Dr. Hao em dois anos.

p Dr. Hao diz que embora a eficiência energética ainda não esteja em um nível que possa ser usado na indústria, os resultados são promissores para um material abundante e barato de adquirir.

p 'Sulfeto de kesterita é um composto feito de cobre, zinco, estanho e enxofre - quatro elementos baratos e abundantes na crosta terrestre, " ela diz.

p "Eu os chamo de materiais verdes, porque além de ser abundante, eles também não são tóxicos. "

p Sulfeto de kesterita (Cu ₂ ZnSnS ₄ , também conhecido como CZTS) é um material semicondutor de filme fino derivado de material fotovoltaico (PV) CIGS (cobre índio gálio (di) seleneto) que é uma tecnologia PV de filme fino comercializada de alta eficiência que tem a vantagem adicional de ser capaz de ser aplicado em superfícies flexíveis.

p Contudo, uma desvantagem do CIGS é que o índio é relativamente raro e em alta demanda para uso em telas planas (como telas de televisão, telas de notebook, e telas sensíveis ao toque), o que significa que é caro. Um dos desafios das células solares é a dependência de materiais raros e tóxicos para uso na produção de células solares de película fina.

p “O preço do índio já está alto e deve continuar subindo, porque o mercado de monitores de tela plana está crescendo, "Dr. Hao diz.

p Digite CZTS. Ao substituir o índio e o gálio pelo zinco e estanho abundantes, você tem um composto que atende aos critérios de baixo custo, flexível, não tóxico e abundante.

p "Além disso, como um PV autônomo de filme fino, O material relacionado ao CZTS tem a chance de ser usado em uma célula em tandem com silício, pois seu bandgap pode ser facilmente ajustado em uma ampla faixa ao se ligar a outros elementos, tornando-o bem compatível com os altos requisitos de bandgap para as células superiores das pilhas em tandem, "Dr. Hao explica.

p "O pré-requisito chave para tal desenvolvimento é que precisamos obter a eficiência do CZTS para além de 20 por cento para que possamos ver a eficiência energética total de mais de 30 por cento, "Dr. Hao diz.

p Outra vantagem de usar sulfeto de kesterita é que os processos de fabricação de CIGS são facilmente adaptáveis ​​à produção de CZTS. Adicionar o fato de que o filme fino pode ser aplicado a superfícies flexíveis o torna uma alternativa atraente.

p "As células fotovoltaicas flexíveis são leves, estender seu uso potencial para integração de edifícios e em outras superfícies irregulares, como carros ou veículos aéreos não tripulados (UAVs). "

p Então CZTS é barato, abundantemente de origem, flexível, não tóxico e facilmente integrado aos processos de fabricação existentes. Faltam os níveis de eficiência energética necessários para que o material seja usado comercialmente.

p Dados os avanços em eficiência feitos nos últimos anos - de 7,6 por cento para 11 por cento - a Dra. Hao acredita que ela e sua equipe estão no caminho certo para alcançar níveis de eficiência de 15 ou 20 por cento. Mas ela não tem ilusão de que isso vai acontecer durante a noite.

p "Para cada mudança de eficiência, precisamos de uma tecnologia de mudança radical para que isso aconteça, "Dr. Hao diz.

p "Com CZTS, ainda existem tantas coisas que não sabemos. Desvendar essas incógnitas é a aventura mais emocionante. "

p Ela está bastante animada com as recentes descobertas não publicadas que podem trazer mudanças significativas. Para garantir que essas novas descobertas sejam desenvolvidas ainda mais, ela estará se candidatando a financiamento para um novo projeto no final do ano.