Dez cientistas projetaram os caminhos de inovação para as principais tecnologias de células fotovoltaicas nos próximos cinco anos, num artigo de acesso aberto em Célula.
Embora a capacidade fotovoltaica instalada em todo o mundo exceda 1 terawatt (1,000 GW), a contribuição da energia solar para a geração de eletricidade mundial permanece pequena, disseram os pesquisadores, entre 5% e 6%. Dada a “necessidade urgente” de implementar energia fotovoltaica à escala de vários terawatts ao longo das próximas duas décadas para mitigar as emissões de gases com efeito de estufa, “a inovação dos dispositivos fotovoltaicos assume uma nova urgência e impacto”.
A pesquisa contínua que leva a “avanços ainda relativamente pequenos” em eficiência, confiabilidade e eficiência de fabricação “terá grandes impactos futuros em escala multi-TW”, disseram os pesquisadores, observando que esses fatores se combinam para tornar “a proposta de valor cada vez mais atraente” para energia fotovoltaica. Geração de energia.
Embora o silício cristalino fotovoltaico tivesse uma quota de mercado de 95% em 2022, num “futuro à escala de terawatts” com “fotovoltaico em todo o lado”, múltiplas tecnologias podem ser complementares ou combinadas, disseram.
A tecnologia fotovoltaica de silício conhecida como TOPCon (contato passivador de óxido de túnel), com uma participação de mercado de 23%, “superará” a produção de PERC (emissor passivado e célula traseira) fotovoltaica até 2025 e “provavelmente se tornará a tecnologia de escolha para fabricação de novas células nos EUA”, prevê o artigo.
As células fotovoltaicas de silício cristalino estão se aproximando da eficiência máxima teórica de junção única de 29.4%, disseram eles.
Ainda são necessárias pesquisas, observam eles, para desenvolver contatos de passivação de área seletiva e de alta temperatura em ambos os lados da célula fotovoltaica (“TOPCon avançado”), para melhorar a transparência e a condutividade dos contatos da tecnologia de heterojunção (HJT) (“HJT avançado” ) e combinar as mais recentes tecnologias HJT ou TOPCon com uma estrutura de back contact interdigitado (IBC), “que poderia atingir uma eficiência prática final de 28%, possivelmente já em 2025”.
No entanto, à medida que o limite teórico se aproxima, “vários novos modos de degradação, chamados degradação induzida por transportadores, e defeitos metaestáveis são revelados”, disseram os investigadores.
A indústria “está trabalhando para reduzir ou eliminar” o uso de materiais escassos como a prata para a formação de linhas de grade e o índio usado em óxidos condutores transparentes, afirmam os autores. Várias empresas fotovoltaicas e laboratórios de pesquisa anunciaram o projeto de células fotovoltaicas HJT com consumo reduzido de índio “ou mesmo sem índio” células HJT.
Retirado de revista pv
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