Uma equipe de pesquisa de Nuremberg e Erlangen estabeleceu um novo recorde para a eficiência de conversão de energia de módulos fotovoltaicos orgânicos (OPV). Os cientistas projetaram um módulo OPV com eficiência de 12,6% em uma área de 26 centímetros quadrados. O antigo recorde mundial de 9,7% foi ultrapassado em 30%.

Este é o maior valor de eficiência já relatado para um módulo fotovoltaico orgânico. Foi confirmado por uma medição calibrada certificada sob condições de teste padrão pelo laboratório de certificação independente da Fraunhofer ISE (Freiburg) em setembro de 2019. O módulo multicelular foi desenvolvido na Solar Factory of the Future no Energie Campus Nürnberg (EnCN) em um laboratório de revestimento com uma linha piloto exclusiva de megawatts para fotovoltaicos de filme fino, que foi projetado e implementado com o apoio financeiro do Ministério de Assuntos Econômicos da Baviera.

"Este avanço mostra que a Baviera não é apenas líder no avanço das instalações fotovoltaicas, mas também ocupa uma posição de liderança no desenvolvimento de tecnologias futuras, "diz Hubert Aiwanger, Ministro de Assuntos Econômicos do Estado da Baviera, desenvolvimento regional e energia.

As células solares orgânicas geralmente consistem em dois componentes orgânicos que possuem as propriedades semicondutoras necessárias. Em contraste com o silício convencionalmente usado, que é fabricado por processos de fusão intensivos em energia, materiais orgânicos podem ser aplicados diretamente de soluções em um filme ou suporte de vidro.

Por um lado, isso reduz os custos de fabricação; por outro lado, o uso de flexível, materiais leves permitem novas aplicações, como dispositivos móveis ou roupas, mesmo que a eficiência ainda não seja comparável à das células solares de silício tradicionais.

"Este marco na pesquisa de semicondutores orgânicos mostra que os mais recentes desenvolvimentos de desempenho com eficiências de células certificadas de mais de 16 por cento não estão limitados à escala de laboratório, mas pronto para ser escalado até o nível de módulos de protótipo, "explica o Prof. Christoph Brabec da FAU, diretor da HI ERN, e diretor científico da Fábrica Solar do Futuro, um grupo de pesquisa do ZAE Bayern.

Devido ao seu design, a eficiência dos módulos fotovoltaicos completos é sempre ligeiramente inferior à das células individuais. Uma parte da área do módulo, por exemplo, está sempre inativo, pois é usado para a interconexão das células individuais. Com uma área de módulo crescente, as perdas causadas pela resistência elétrica dos eletrodos também aumentam.

O módulo de registro consiste em doze células conectadas em série e tem um fator de preenchimento geométrico de mais de 95 por cento. Esta parte da área do módulo contribui ativamente para a geração de energia. Com relação à sua área de atuação, o módulo atinge até uma eficiência de 13,2 por cento. A minimização de áreas inativas foi alcançada por meio de estruturação de laser de alta resolução, conforme desenvolvido e otimizado nos últimos anos na "Fábrica Solar do Futuro".