As células solares de silício existentes possuem um limite físico de eficiência, pois o silício absorve eficientemente apenas parte do espectro da luz solar, deixando outros comprimentos de onda sem uso; esse desequilíbrio limita a eficiência de uma única célula de silício a cerca de 29%, enquanto os painéis comerciais operam significativamente abaixo desse valor.
Para superar essa barreira, a indústria está migrando para o uso de múltiplos materiais. Uma célula tandem é uma estrutura onde uma segunda camada é depositada sobre o silício, e esta camada superior é ajustada para capturar os comprimentos de onda que o silício absorve mal. A perovskita foi escolhida como material para esta camada superior, pois sua absorção pode ser ajustada alterando a composição química, e também pode ser aplicada em baixa temperatura na célula de silício pronta.
A Advanced Renewable Tandem-Photovoltaics India, criada na Índia e sob a égide do IIT Bombay, surgiu do Centro Nacional de Pesquisa e Educação Fotovoltaica neste mesmo instituto, onde o professor Dinesh Kabra lidera o trabalho.
A empresa anunciou o desenvolvimento de uma célula tandem monolítica de dois contatos que atingiu 29,8% de eficiência de conversão, combinando silício e CdTe com perovskita. O termo 'monolítico' significa que as camadas são cultivadas como um único dispositivo, e 'de dois contatos' indica que possui os mesmos dois contatos elétricos de um painel comum, permitindo sua integração em sistemas existentes.
Embora este resultado tenha sido obtido em condições de laboratório, e módulos de tamanho completo sempre apresentem resultados mais baixos do que células individuais, esta arquitetura excede as capacidades de qualquer célula de silício única.
A vantagem comercial da empresa reside na compatibilidade com duas principais tecnologias de painéis: a camada superior pode ser aplicada tanto no silício cristalino, dominante no mercado mundial, quanto no telureto de cádmio de filme fino, que é a principal alternativa.
O projeto conta com o apoio da First Solar, fabricante americana com uma fábrica de filme fino perto de Chennai, e da Waaree, maior fabricante de silício cristalino na Índia. Ambas as empresas são parceiras, e a empresa afirma possuir direitos de licenciamento preferencial em troca de ajuda no desenvolvimento e comercialização da tecnologia.
O Ministério de Energia Nova e Renovável financia uma unidade de produção piloto no valor de cerca de 10 milhões de dólares no território do IIT Bombay, destinada à produção de células tandem comerciais, e não amostras de laboratório. A ART-PV India tem acesso a uma sala limpa de cerca de 5000 pés quadrados no parque de pesquisa do instituto, equipada com equipamentos para fabricação, caracterização e modelagem.
A base institucional do projeto é incomum: o Centro Nacional de Pesquisa e Educação Fotovoltaica foi estabelecido no IIT Bombay em 2010 com financiamento ministerial e recebeu mais de 200 crore de rúpias em quinze anos. A empresa, oriunda deste centro, começa com equipamentos e experiência que uma startup teria que adquirir durante uma década.
O apoio foi tanto financeiro quanto político. Durante uma visita ao centro, o Ministro da União de Energia Nova e Renovável, Pralad Joshi, classificou esta célula como uma conquista nacional e um dos indicadores de maior eficiência alcançados na Índia, observando que a unidade piloto visa manter a propriedade intelectual dentro do país.
No entanto, prazos de produção, métricas de eficiência em nível de módulo, resultados de durabilidade ou informações sobre o produto comercial ainda não foram divulgados. O problema central não resolvido da perovskita é sua degradação sob calor, umidade e radiação ultravioleta, e a célula tandem herda essa fraqueza de sua camada superior.