Célula
solar bate recorde previsto para 2050
Redação do Site Inovação Tecnológica -
24/05/2016
Células monojunção de silício e de tripla junção de
outros semicondutores são montadas ao redor de um prisma para eficiência
máxima. [Imagem: Rob Largent/UNSW]
Ranking da energia solar
Há poucos dias, cientistas
honcongueses viraram manchete quando bateram um recorde mundial ao construir
uma célula solar com 25,5% de eficiência.
Talvez agora seja necessário
rever o tamanho das manchetes: uma equipe da Austrália triturou aquele recorde,
chegando a 34,5% de eficiência, o que é próximo do limite teórico de rendimento
do tipo de célula solar com que eles estão trabalhando.
Mark Keevers e Martin Green
construíram uma célula solar de quatro junções e a incorporaram dentro de um
prisma, montando um módulo de 28 cm² que atingiu 34,5% de eficiência sob luz
natural, sem lentes para concentrar a luz do Sol.
"Um estudo recente do
instituto alemão Agora Energiewende estabeleceu um alvo agressivo de 35%
de eficiência para 2050 para um módulo que use luz não concentrada, como esses
usados nas residências. Ou seja, no campo da eficiência das células solares as
coisas estão se movendo mais rápido do que muitos especialistas previam, e isto
é muito bom para a energia solar," disse
Green.
Antes do recorde da semana
passada - de 25,5% da equipe de Hong Kong - a bola estava com a empresa
norte-americana Alta Devices, que fabricou um painel de 800 cm² com 24%
de eficiência. Embora o módulo da equipe australiana seja muito menor - 28 cm²
- os pesquisadores afirmam que não há impedimentos para fabricá-lo em dimensões
maiores.
Célula de múltiplas junções
O módulo fotovoltaico construído
pela equipe australiana combina um prisma com uma célula solar de silício comum
sobre uma face e uma célula de tripla junção sobre a outra - daí a referência a
quatro junções.
A célula de tripla junção captura
diferentes comprimentos de onda da luz solar recebida graças a uma combinação
de três camadas semicondutoras: índio-gálio-fosfeto, índio-gálio-arsenieto e
germânio.
Conforme a luz solar passa
através de cada camada, a energia é extraída pela junção individual no
comprimento de onda mais eficiente, enquanto a parte não utilizada da luz passa
para a camada seguinte, e assim por diante.
Uma parte da banda infravermelha
não capturada pela célula de tripla junção é filtrada e enviada de volta pelo
prisma para a célula de silício, permitindo assim extrair quase toda a energia
de cada feixe de luz solar que atinge o módulo.
Recordes de células solares
Os recordes de eficiência das
células solares são um campo de estudo por si só, tamanha é a diversidade de
tipos e tecnologias usadas para conversão da luz solar em eletricidade. Além
disso, cada uma delas pode funcionar sob luz natural - 1 sol - ou usando
diferentes tipos de lentes para concentração da luz.
Este recorde é significativo
porque está uma geração à frente na linha de desenvolvimento dos painéis
solares fotovoltaicos à base de silício que estão no mercado.
O desafio para passar das atuais
células solares de junção única para as células solares multijunção é que elas
são mais difíceis de fabricar e, desta forma, custariam bem mais caro do que as
atuais.
