Raios laser tornam células solares mais competitivas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/06/2009

O feixe de laser é guiado e focalizado por meio de um processo adaptado à operação industrial. Isto permite que milhares de furos sejam executados simultaneamente sobre a pastilha de silício.
[Imagem: Fraunhofer ILT]

As células solares são construídas sobre as mesmas pastilhas de silício usadas para a construção dos chips de computador. Depois de construídas as células propriamente ditas, responsáveis por captar a luz do Sol e transformá-la em eletricidade, é necessário colocar os eletrodos, os fios que transportam essa eletricidade.

O grande problema é que os eletrodos ficam sobre as células, diminuindo a quantidade de fótons que atingem o circuito fotovoltaico e diminuindo a eficiência da célula solar.

Depressão bem-vinda

A solução para esse problema veio de outra fonte de luz, um raio laser, usado industrialmente para fazer furos de precisão. Engenheiros do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, desenvolveram um sistema de furação a laser de altíssima precisão que produz uma depressão na pastilha de silício, sem atravessá-la.

O abaulamento permite que os eletrodos sejam colocados primeiro, sendo a célula solar construída a seguir, acima deles. Os resultados demonstram um aumento de 20% na eficiência das células solares fotovoltaicas, um incremento sem precedentes e que pode viabilizar o uso da energia solar em diversas aplicações.

10.000 furos por segundo

O equipamento já está em condições de uso industrial, sendo capaz de efetuar mais de 3.000 "furos" por segundo. Como não é possível movimentar a fonte de laser nessa velocidade, os engenheiros desenvolveram um sistema óptico que focaliza o laser nos pontos desejados.

E ainda há espaço para melhorias no equipamento. "Nosso objetivo é aumentar o desempenho do sistema para 10.000 furos por segundo. Esta é a velocidade necessária para atender ao ritmo de produção das máquinas [de produção de células fotovoltaicas] usadas hoje," conta o Dr. Arnold Gillner, coordenador da pesquisa.

Pastilhas sujas

A técnica também abre caminho para o uso de pastilhas de silício de menor pureza na fabricação de células fotovoltaicas. O processo atual exige pastilhas de alta pureza, como as utilizadas pela indústria eletrônica, sendo esta a principal razão do elevado custo dos painéis solares e da energia solar como um todo em relação às fontes tradicionais de energia.

Embora o uso das chamadas "pastilhas sujas" ainda exija novas pesquisas, o sistema de furação e recolocação dos eletrodos por baixo das células solares não exige nenhuma modificação no projeto das células solares de silício, podendo ser utilizado imediatamente pela indústria.