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A visão de painéis solares instalados em telhados e grandes fazendas de energia tornaram-se comuns em muitas regiões do mundo. Mesmo no Reino Unido cinzento e chuvoso, a energia solar está a tornar-se um interveniente importante na geração de electricidade.
Este aumento na energia solar é alimentado por dois desenvolvimentos principais. Primeiro, cientistas, engenheiros e profissionais da indústria estão aprendendo como fabricar painéis solares aos bilhões. Cada etapa de fabricação é meticulosamente otimizada para produzi-los de maneira muito barata. A segunda e mais significativa é o aumento incessante na eficiência de conversão de energia dos painéis – uma medida de quanta luz solar pode ser transformada em eletricidade.
Quanto mais alto eficiência dos painéis solaresmais barata será a eletricidade. Isso pode fazer você se perguntar: até que ponto podemos esperar que a energia solar se torne eficiente? E isso afetará nossas contas de energia?
Os painéis solares disponíveis comercialmente hoje convertem cerca de 20 a 22 por cento da luz solar em energia elétrica. No entanto, nova pesquisa publicada na Nature mostrou que futuros painéis solares poderiam atingir eficiências de até 34% explorando uma nova tecnologia chamada células solares tandem. A pesquisa demonstra uma eficiência recorde de conversão de energia para células solares tandem.
O que são células solares tandem?
As células solares tradicionais são feitas usando um único material para absorver a luz solar. Atualmente, quase todos os painéis solares são feitos de silício – o mesmo material presente no núcleo dos microchips. Embora o silício seja um material maduro e confiável, sua eficiência é limitada a cerca de 29%.
Para superar esse limite, os cientistas recorreram a células solares tandem, que empilham dois materiais solares um sobre o outro para capturar mais energia do sol.
No novo artigo da Nature, uma equipe de pesquisadores da gigante energética LONGi relatou uma nova célula solar tandem que combina materiais de silício e perovskita. Graças à melhor captação de luz solar, o novo conjunto perovskita-silício alcançou um recorde mundial de eficiência de 33,89%.
Perovskita materiais solares, que foram descoberto há menos de duas décadassurgiram como o complemento ideal para a tecnologia de silício estabelecida. O segredo está em seus ajuste de absorção de luz. Os materiais de perovskita podem capturar luz azul de alta energia com mais eficiência do que o silício.
Desta forma, evitam-se perdas de energia e aumenta-se a eficiência total do tandem. Outros materiais, chamados semicondutores III-V, também foram usados em células tandem e alcançaram maior eficiência. O problema é que são difíceis de produzir e caras, por isso apenas pequenas células solares podem ser fabricadas em combinação com luz focada.
A comunidade científica está investindo um esforço tremendo nas células solares de perovskita. Eles mantiveram um ritmo de desenvolvimento fenomenal, com eficiência (para uma única célula no laboratório) aumentando de 14% para 26% em apenas 10 anos. Tais avanços permitiram a sua integração em células solares tandem de altíssima eficiência, demonstrando um caminho para escalar a tecnologia fotovoltaica até aos biliões de watts que o mundo necessita para descarbonizar a nossa produção de energia.
O custo da eletricidade solar
As novas células tandem recordes podem capturar 60% adicionais da energia solar. Isto significa que são necessários menos painéis para produzir a mesma energia, reduzindo os custos de instalação e o terreno (ou área do telhado) necessário para fazendas solares.
Isso também significa que os operadores das usinas gerarão energia solar com maiores lucros. No entanto, devido à forma como os preços da eletricidade são definidos no Reino Unidoos consumidores poderão nunca notar uma diferença nas suas contas de electricidade. A verdadeira diferença surge quando se consideram instalações solares em telhados onde a área é limitada e o espaço tem de ser explorado de forma eficaz.
