• EMILIANO BELLINI

Cientistas alemães usam germânio para melhorar a eficiência de células solares em kesterita


Pesquisadores do centro de pesquisa alemão Helmholtz-Zentrum Berlin estão tentando substituir o estanho por germânio no desenvolvimento de células solares baseadas em kesterita, que é um dos materiais mais promissores para a próxima geração de células solares de película fina.

As kesteritas são compostos de elementos comuns como cobre, estanho, zinco e selênio e, diferentemente dos compostos de selênio, cobre, índio e gálio (CIGS), não devem apresentar problemas de escassez no futuro. Estes últimos, no entanto, podem atualmente fornecer eficiências celulares próximas a 20%, enquanto as kesteritas alcançaram eficiências de apenas 12,6%.

Em sua pesquisa, a equipe liderada pela professora Susan Schorr adquiriu uma nova visão das propriedades optoeletrônicas de amostras de kesterita não estequiométricas, nas quais os átomos de estanho foram substituídos por germânio, usando difração de nêutrons em BER II. Essa técnica permitiu que eles vissem com mais precisão como o cobre, o zinco e o germânio podem ser distinguidos uns dos outros e colocados na rede cristalina.

Os pesquisadores descobriram que os kesteritas com uma composição levemente rica em cobre e rica em zinco nas células solares com as maiores eficiências também têm a menor concentração de defeitos pontuais, bem como a menor desordem de cobre e zinco. Eles descobriram ainda que o intervalo de banda de energia na célula também dependia da composição das amostras de pó de kesterite, e que uma maior concentração de cobre era particularmente prejudicial para o funcionamento da célula.

“Essa largura de banda é uma característica dos semicondutores e determina quais freqüências de portadores de carga de liberação de luz dentro do material”, disse o coordenador de pesquisa René Gunder. “Agora sabemos que o germânio aumenta o gap óptico, permitindo que o material converta uma proporção maior de luz solar em energia elétrica.”

Fonte: pv-magazine

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