O que são células solares de silício?

células solares são dispositivos que convertem energia luminosa em energia elétrica. Para funcionar corretamente, as células devem ser cobertas com um material semicondutor que possa absorver a luz. As células solares de silício são células solares revestidas com silício e são o tipo mais comum usado. Essas células são conectadas em série chamadas módulos e os módulos são interconectados para formar uma matriz que produz a tensão desejada. Estes são então colocados em um recipiente de proteção atrás de painéis de vidro que direcionam a luz solar para as células.

Quando a luz atinge o painel solar, os fótons são absorvidos pelo material semicondutor. Os elétrons são derrubados e fluem através do material que produz eletricidade. Uma variedade de células solares de silício converte essa energia em eletricidade de corrente direta (DC). Em um sistema integrado, a eletricidade é então alimentada na grade de eletricidade usando inversores. Os produtos solares independentes armazenam a eletricidade em baterias.

Enquanto o silício éUm elemento muito comum, geralmente é ligado em sílica. O silício puro deve ser extraído da sílica e depois processado para aumentar sua condutividade. O silício puro é um mau condutor de eletricidade, mas quando certas impurezas são adicionadas, tipicamente átomos de fósforo, torna -se um excelente condutor. Esse processamento gasta uma grande quantidade de energia e é responsável pelo alto custo das células solares de silício. As células tradicionalmente fabricadas usam silício de cristal único em uma forma a granel que é cortada em bolachas.

Para ajudar a mitigar o custo, os cientistas desenvolveram células solares de silício de filme fino. Eles usam apenas cerca de um por cento do silício que uma célula tradicional usaria, mas, infelizmente, são muito menos eficientes. As células feitas com várias camadas de filme fino foram desenvolvidas que são tão eficientes quanto as células tradicionais mais caras e, no entanto, mantêm os benefícios do menor custo, peso mais leve e maior flexibilidade. As células policristalinas e de silício de filme fino amorfas são opções adicionais e de baixo custo.

Outro desafio para os cientistas é encontrar uma maneira de aumentar a eficácia das células solares de silício. A luz solar possui uma ampla gama de comprimentos de onda contendo fótons com uma ampla gama de energias. Alguns deles são muito fracos ou fortes demais para formar o par de elétrons que deve ser capturado pelo material semicondutor. A maioria das células é apenas 15% eficiente, o que significa que eles capturam apenas 15% da energia elétrica disponível na luz solar que passa pelos painéis.

O trabalho está sendo feito em todo o mundo para encontrar maneiras de aumentar a eficiência e diminuir o custo das células solares de silício. Encontrar maneiras de aumentar a eficiência do filme fino, diminuindo bastante o custo, é uma prioridade de um projeto de pesquisa financiado pela União Europeia. Uma empresa no Japão desenvolveu células solares de silício para uso em vários produtos que têm uma eficiência médiade 25%. A Boeing-Spectrolab, uma corporação americana desenvolveu uma célula solar de silício concentrador com 40,7% de eficiência.

A pesquisa e o desenvolvimento da

égua é necessária antes que a energia solar se torne uma fonte de energia primária, mas essa é uma área que está recebendo atenção e financiamento internacionais. À medida que o custo diminui e a eficiência melhora, a energia solar pode se tornar muito mais comum. Mesmo com esses desafios, as células solares de silício já são usadas em uma variedade de produtos. Isso inclui itens diários, como calculadoras, lanternas, carregadores de telefone, fontes de água e sistemas de água quente doméstica e comercial.