Uma nova célula solar recorde mundial desenvolvida pela HZB combina os semicondutores perovskita e CIGS em uma célula monolítica em tandem de 'dois terminais'. Devido às tecnologias de filme fino utilizadas, essas células tandem sobrevivem por muito mais tempo no espaço e podem até ser produzidas em filmes flexíveis. A nova célula tandem atinge uma eficiência certificada de 24,16 por cento.

As células tandem combinam dois semicondutores que convertem diferentes partes do espectro de luz em energia elétrica. Compostos de perovskita de haleto metálico usam principalmente as partes visíveis do espectro, enquanto os semicondutores CIGS convertem luz infravermelha. Células CIGS, que consistem em cobre, índio, gálio e selênio, podem ser depositados como filmes finos com espessura total de apenas 3 a 4 micrômetros; as camadas de perovskita são muito mais finas, em 0,5 micrômetros. A nova célula solar tandem feita de CIGS e perovskita, portanto, tem uma espessura bem abaixo de 5 micrômetros, que permitiria a produção de módulos solares flexíveis.

"Esta combinação também é extremamente leve e estável contra irradiação, e pode ser adequado para aplicações em tecnologia de satélite no espaço, "diz o Prof. Dr. Steve Albrecht, HZB. Esses resultados, obtido em uma grande colaboração, acabam de ser publicados no renomado jornal Joule .

"Desta vez, conectamos a célula inferior (CIGS) diretamente com a célula superior (perovskita) para que a célula tandem tenha apenas dois contatos elétricos, os chamados terminais, "explica o Dr. Christian Kaufmann do PVcomB em HZB, que desenvolveu a célula inferior do CIGS com sua equipe. "A introdução do rubídio melhorou significativamente o material absorvente CIGS."

Albrecht e sua equipe depositaram no laboratório HySPRINT em HZB a camada de perovskita diretamente na camada áspera de CIGS. "Usamos um truque que havíamos desenvolvido anteriormente, "explica o ex-pós-doutorado do grupo de Albrecht, Dr. Marko Jošt, que agora é um cientista da Universidade de Ljubjana, Eslovênia. Eles aplicaram as chamadas moléculas de SAM à camada CIGS, que formam uma camada monomolecular auto-organizada, melhorando o contato entre perovskita e CIGS.

A nova célula tandem de perovskita CIGS atinge uma eficiência de 24,16 por cento. Este valor foi oficialmente certificado pelo CalLab do Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE).

Uma vez que tais células em tandem 'dois terminais' feitas de CIGS e perovskita agora representam uma categoria separada, o Laboratório Nacional de Energia Renovável NREL, NÓS., criou um novo ramo no famoso gráfico NREL para esse fim. Este gráfico mostra o desenvolvimento de eficiências para quase todos os tipos de células solares desde 1976. Os compostos de perovskita só foram incluídos desde 2013 - a eficiência desta classe de material aumentou de forma mais acentuada do que qualquer outro material.