Cientistas do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) fabricaram uma célula solar com eficiência de quase 50%.
A célula solar de seis junções detém agora o recorde mundial de maior eficiência conversão solar em 47,1%, medida com iluminação concentrada. Uma variante do mesmo protótipo de painel solar também alcançou o recorde de eficiência sob iluminação solar: 39,2%.
“Este dispositivo demonstra verdadeiramente o extraordinário potencial dos painéis solares multijunções”Diz John Geisz, cientista da NREL e principal autor do novo artigo sobre o painel solar recorde.
O artigo, “Células solares III-V de seis junções com eficiência de conversão de 47.1% sob concentração de 143 sóis” foi publicado na revista natureza Energia . Os co-autores de Geisz são Ryan France, Kevin Schulte e outros cientistas do NREL.
Como funcionam os painéis solares recordes
Para construir o dispositivo, os pesquisadores do NREL confiaram em materiais III-V (nomeados por sua posição na tabela periódica), que possuem uma ampla gama de propriedades de absorção de luz. Cada uma das seis junções do painel (as camadas fotoativas) são especialmente projetadas para capturar a luz de uma parte específica do espectro solar. O dispositivo contém aproximadamente 140 camadas totais de vários materiais III-V para apoiar o desempenho dessas emendas, e ainda assim é três vezes mais estreito que um cabelo humano. Devido à natureza altamente eficiente e aos custos associados à sua construção, as células solares III-V são frequentemente usadas para alimentar satélites.
Mesma energia com painéis muito menores
“Uma forma de reduzir custos é reduzir a área necessária”Disse Geiz. Isso pode ser feito usando um espelho para capturar luz e focalizando a luz em um ponto. Nesse ponto, você precisa apenas de um centésimo ou mesmo de um milésimo do material em comparação com uma célula de silício de placa plana. Muito menos material semicondutor é usado concentrando a luz. Um benefício adicional é que a eficiência aumenta quando você concentra a luz.
Quando será alcançada 100% de eficiência?
A resposta é simples, até prova em contrário: NUNCA. Existem limites fundamentais impostos pela termodinâmica, mas certamente mais pode ser feito, e esse marco já é extraordinário. Para atingir 50% de eficiência sob os raios solares, os painéis solares recordes devem quebrar algumas barreiras resistivas.
