célula termophotovoltaica baseada em germânio da imec com acabamento otimizado na frente e na traseira.

Os pesquisadores da imec apresentaram hoje uma técnica de processamento à base de germânio células termofotovoltaicas (tpv) resultando em redução significativa do custo da célula, um passo essencial para desenvolver um mercado para aplicações termofotovoltaicas. As células tpv recém-desenvolvidas da imec são fabricadas em substratos de germânio com uma superfície otimizada, projetada e fabricada especificamente para essa aplicação.

As células termofotovoltaicas convertem a radiação de fontes de calor em uma temperatura inferior à temperatura do sol. As células tpv são ideais para serem usadas em um contexto industrial, por exemplo, para gerar eletricidade a partir de calor residual liberado durante a produção de aço ou vidro. alternativamente, as células tpv podem ser adicionadas aos sistemas de aquecimento doméstico para co-gerar eletricidade além da água quente. As células tpv podem, portanto, reduzir o desperdício e, assim, aumentar a eficiência dos sistemas de aquecimento doméstico.

no entanto, devido à complexidade geral de um sistema de tpv completo e ao custo relativamente alto de células adequadas existentes, os sistemas de tpv ainda não encontraram acesso a aplicações industriais e de consumo. O processo de fabricação recém-desenvolvido da imec é um importante primeiro passo para a abertura do potencial de mercado para essa tecnologia muito promissora.

As células tpv em substratos especialmente projetados mostram melhor desempenho em comprimentos de onda relevantes para aplicações termophotovoltaicas.

o pico de emissão de emissores seletivos tipicamente usados ​​em sistemas tpv está próximo do bandgap do germânio. assim sendo, germânio Dispositivos fotovoltaicos são adequados como receptores para este tipo de sistemas. células tpv baseadas em germânio foram até agora fabricadas em substratos epi-ready comercializados para o crescimento epitaxial de camadas iii-v. no entanto, o método de processamento da imec não envolve nenhuma etapa de deposição epitaxial, pois o emissor é formado por difusão e passivação obtida pelo uso de si amorfo. durante um programa de pesquisa, foram desenvolvidos e testados ge substratos especificamente projetados para essa aplicação. medições de resposta espectral comparando as células tpv tradicionais a partir de substratos epi-ready com células tpv definidas em substratos ge de engenharia específica mostram que estas últimas têm uma eficiência quântica notavelmente melhor. Isso se traduz diretamente em um maior calor residual para a eficiência de conversão de eletricidade.

jef poortmans, diretor de tecnologia fotovoltaica da imec, disse: “A pesquisa da imec sobre a energia fotovoltaica visa encontrar técnicas para fabricar células solares de custo eficiente e mais eficientes. Nós construímos uma forte experiência em células solares de silício de mais de 25 anos. nós usamos com sucesso este conhecimento para nossa pesquisa em tpv. aplicamos técnicas proprietárias de passivação de superfície da imec, novas tecnologias de contato e conhecimento de material para melhorar a eficiência quântica de nossas células tpv, resultando em um desempenho st vermelho ução ”.

fonte: phys.org

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