Uma invenção de 2011 feita por pesquisadores da Aalto University passou do conceito à realidade. Apenas alguns anos atrás, os pesquisadores obtiveram a eficiência recorde de 22% em laboratório para células solares nanoestruturadas usando deposição de camada atômica, e agora com a ajuda de parceiros industriais e colaboração europeia conjunta, os primeiros módulos protótipo foram fabricados em uma linha de produção industrial.

“Nosso momento não poderia ter sido melhor” prof. Hele Savin, quem liderou a pesquisa, teve o prazer de contar. De fato, 2018 é comumente chamado de "Ano do Silício Negro" devido à sua rápida expansão na indústria fotovoltaica (PV). Possibilitou o uso de serragem com fio diamantado em silício multicristalino, o que reduz custos e impacto ambiental. Contudo, ainda há muito espaço para melhorias, pois o atual silício preto usado na indústria consiste em nanoestruturas rasas que levam a propriedades ópticas abaixo do ideal e requerem um revestimento anti-reflexo separado.

A abordagem da Aalto consiste em usar nanoestruturas profundas em forma de agulha para fazer uma superfície opticamente perfeita que elimina a necessidade de revestimentos anti-reflexo. Sua produção industrial, Contudo, não foi uma tarefa fácil. "Estávamos preocupados que uma estrutura tão frágil não sobreviveria à produção em massa de várias etapas, devido ao manuseio inadequado por robôs ou laminação do módulo. "

Felizmente, provou-se que as preocupações não eram um problema. As células e módulos estavam realmente pretos quando saíram da produção e não apresentavam sinais de danos. O melhor módulo era produzir energia com mais de 20% de eficiência. Além de excelentes propriedades ópticas, os pesquisadores ficaram positivamente surpresos com o fato de que suas células pretas tinham benefícios adicionais inesperados, como uma alta tolerância a impurezas e uma estabilidade de longo prazo muito melhor em comparação com as células de referência padrão da indústria.

Quão cara é a tecnologia de silício preto? “Questões relacionadas à análise técnico-econômica são sempre difíceis, especialmente para cientistas materiais como nós. Felizmente, obtivemos ajuda de pessoas com experiência relacionada. "Savin responde. Os parceiros do projeto forneceram dados ao prof. Joshua Pearce, da Michigan Tech University, cujos cálculos preliminares indicam que, embora as nanoestruturas profundas sejam caras de fabricar, o melhor desempenho do produto final pode equilibrar os custos totais, por exemplo. devido a uma quantidade menor de etapas do processo.