Energia

Células solares policristalinas dão salto de eficiência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/04/2008

[Imagem: 1366 Technologies]

Pesquisadores do MIT conseguiram aumentar a eficiência das células solares policristalinas em 27%. A melhoria é tão significativa que os cientistas já receberam um aporte de recursos privados para tentar passar o processo da escala de laboratório para a escala industrial.

Eficiência das células solares

As células solares fotovoltaicas tradicionais - e as mais eficientes disponíveis no mercado - são feitas de silício monocristalino. Este é o mesmo material utilizado para a fabricação dos chips de computador. Seu processo produtivo exige salas limpas e tecnologia de última geração, o que as torna caras.

O que a equipe do professor Emanuel Sachs fez foi aumentar a eficiência das células fotovoltaicas policristalinas, muito mais simples de se fabricar e, portanto, muito mais baratas. Só que, até agora, elas não eram tão eficientes.

O ganho de 27% coloca a eficiência das células solares policristalinas no mesmo nível das monocristalinas, ambas passando a ser capazes de converter cerca de 19,5% da luz solar em eletricidade.

Aprisionando a luz

Foram três inovações básicas incorporadas às células policristalinas. A primeira consiste em uma técnica para se depositar uma textura sobre a superfície das células solares que faz com que o silício absorva mais luz.

A textura rugosa inclina os raios de luz quando eles entram na célula solar. Assim, em vez de bater no fundo da célula e se refletirem de volta, os raios de luz fazem um caminho muito mais irregular, "rebatendo" várias vezes antes de escapar e gerando mais energia.

Nanofios de prata

A segunda inovação inclui a utilização de nanofios de prata para capturar a energia elétrica gerada pelo silício. Ainda que a prata seja um metal muito caro, os nanofios têm apenas um quinto das dimensões dos fios hoje utilizados, além de apresentarem ganhos significativos de condutividade.

Com fios de prata muito mais finos, o custo de fabricação como um todo é reduzido. Como benefício adicional, a menor espessura dos fios significa que uma menor quantidade de luz será bloqueada por eles, deixando que mais fótons cheguem ao silício para gerar energia.

Condutores espelhados

A última inovação também está relacionada à condução da energia gerada, afetando aqueles condutores achatados que coletam a eletricidade de cada célula solar individual. Na nova célula, elas são ligadas diretamente aos nanofios de prata.

Essas barras ocupam grandes áreas nas células, impedindo a chegada dos fótons ao silício. A solução foi fabricar esses condutores planos de forma que sua superfície seja espelhada. O efeito é similar ao alcançado pela textura rugosa.

Célula solar mais barata

Embora as três inovações incorporem novos elementos de custos, os ganhos resultantes são tão grandes que o resultado final é uma célula solar mais barata e mais eficiente.

Hoje as células solares fotovoltaicas tradicionais custam ao redor de US$2,10 por watt gerado. Quando fabricadas em escala industrial, as primeiras gerações destas novas células policristalinas deverão custar US$1,65 por watt gerado.

Melhoramentos adicionais já planejados, segundo o Dr. Sachs, e ganhos de escala, poderão fazer esse custo cair para US$1,30/watt a curto prazo. Para efeito de comparação, o custo do watt gerado pelo carvão é de US$1,00.

O Dr. Sachs afirma que novos revestimentos antirreflexivos deverão fazer com que as células solares policristalinas batam o custo do carvão por volta de 2012.

Para comercializar as novas células solares policristalinas de alto rendimento, os pesquisadores criaram a empresa 1366 Technologies.