Células solares mais baratas



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De acordo com um artigo publicado este mês na Technology Review, um novo método barato de prender espelhos ao silício produz células solares altamente eficientes e de fabricação barata. A técnica pode levar a painéis solares que produzem eletricidade pelo preço médio da eletricidade nos Estados Unidos.

Suniva, uma empresa iniciante com sede em Atlanta, desenvolveu células solares que convertem cerca de 20% da energia da luz que incide em eletricidade. Esse número é um aumento de 17% de suas células solares anteriores e está próximo da eficiência das melhores células solares do mercado, mas de acordo com Ajeet Rohatgi, fundador e CTO da empresa, ao contrário de outras células solares de silício Altamente eficazes, os Suniva são fabricados com métodos de baixo custo. Uma delas é a serigrafia, um processo relativamente barato e muito semelhante à serigrafia usada para imprimir camisetas.

Até agora, o alto custo das células solares as limitou a um papel marginal na produção de energia, fornecendo menos de 1% da eletricidade mundial. Rohatgi estima que as técnicas de fabricação de baixo custo da empresa permitirão que a energia solar concorra com as fontes convencionais, produzindo eletricidade por cerca de 8-10 centavos de dólar por quilowatt-hora (semelhante ao custo médio da eletricidade nos EUA). e muito mais baixos do que os preços de outros mercados).

As células Suniva são muito eficazes porque podem capturar a luz, mantendo fótons dentro do material ativo da célula solar até que a energia possa ser usada para liberar elétrons e gerar uma corrente elétrica. O conceito básico de captura de luz não é novo. Depende da texturização da superfície frontal da camada de silício que forma o material ativo da célula solar. A texturização cria diferentes faces que redirecionam a luz que entra, refratando-a de modo que, em vez de passar diretamente pelo silício, ela viaje ao longo da camada de silício. Os fótons, portanto, ficam mais tempo no material e têm uma chance melhor de serem absorvidos pelos átomos do material. Quando isso acontece, a energia dos fótons pode liberar elétrons, que, por sua vez, são usados ​​para gerar uma corrente.

A captura de luz pode ser aumentada emparelhando a superfície texturizada com uma camada reflexiva na parte de trás da camada de silício. O espelho mantém a luz na célula solar por mais tempo, aumentando ainda mais o número de elétrons liberados. Como resultado, o silício pode ter a metade da espessura normal e absorver a mesma quantidade de luz. Usar menos de um material caro reduz diretamente os custos, mas o método também permite que os fabricantes de células solares os façam com formas de silício menos puras e mais baratas. Em uma célula solar convencional, que pode ter uma camada de silício de 200 mícrons de espessura, as impurezas no material podem facilmente prender os elétrons antes que atinjam a superfície e escapem para gerar corrente. Em contraste, em uma camada de silício com apenas 100 mícrons de espessura, os elétrons viajam por uma distância menor, tornando menos provável que encontrem uma impureza antes de escapar. O silício de grau inferior é muito mais barato e fácil de trabalhar do que o silício altamente refinado comumente usado em células solares.

Fonte: Revisão de Tecnologia



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