Cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) na Suíça afirmam ter alcançado uma eficiência de 23,5% com uma célula solar de silício cristalino de heterojunção que usa óxido de molibdênio como contato seletivo dos orifícios.
Os pesquisadores disseram que o óxido de molibdênio (MoOx) – que tem sido usado como uma camada seletiva de portador e substrato de silício cristalino em células solares orgânicas, inorgânicas e de película fina devido à sua alta função de trabalho e separação de bandas – foi usado em um dispositivo estruturado de forma a permitir que você se beneficie plenamente de sua maior transparência em comparação com o silício amorfo hidrogenado do tipo p.
«O MoOx pode rivalizar com os esquemas tradicionais de contato, apesar do seu baixo nível de otimização», disseram os cientistas.
Quanto mais fino, melhor
A equipe da EPFL descobriu que as camadas mais finas dos dois compostos apresentaram o melhor desempenho, pois as pilhas de contato finas permitiram alta seletividade e passivação e bom transporte de carga.
«A maior eficiência desta série foi obtida para uma camada de MoOx de 4 nm de espessura e uma camada de silício amorfo hidrogenado intrínseco de 6 nm de espessura ((i) a-Si: H)», escreveram os pesquisadores.
Imagens de fotoluminescência e medições de compostos orgânicos voláteis de alta iluminação demonstraram a eficácia das camadas mais finas, acrescentaram os cientistas.
Proteção da passivação
Na sua opinião, um filme MoOx de 4 nm de espessura é espesso o suficiente para proteger a passivação fornecida pela camada intrínseca de silício amorfo hidrogenado de danos causados por sputtering, enquanto mantém seletividade suficiente para remover as lacunas. “Como os resultados com o mais fino (i) a-Si: H são bastante difundidos, processamos outra célula MoOx de 4 nm com [a] camada a-Si (i): H mais espesso de 8 nm e… obtivemos uma eficiência certificada de 23,5%, com um fator de preenchimento notável [de] cerca de 82% ”, afirmou a equipe da EPFL. «Essa eficiência recorde para uma célula solar foi obtida sem nenhuma etapa de mascaramento ou fotolitografia e usou um revestimento de prata de serigrafia a baixa temperatura, induzindo cerca de 3% de sombreamento.»
Os pesquisadores agora planejam reduzir ainda mais a espessura da camada de óxido de molibdênio. «Além disso, será necessário investigar a viabilidade industrial e a estabilidade a longo prazo desses dispositivos antes que uma implantação em larga escala dessa tecnologia possa ser antecipada», acrescentaram. Os resultados da pesquisa estão descritos no documento “célula solar de silício com 23,5% de heterojunção de silício usando óxido de molibdênio como contato seletivo de buraco”, publicado na Nano Energy e no site ScienceDirect.
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