Dois recordes mundiais em células solares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/12/2014

O protótipo foi montado em uma estrutura similar à das torres de reflexão usadas em grandes usinas fotovoltaicas.
[Imagem: Mark Keevers/UNSW]

Luz focalizada

Dois recordes mundiais de eficiência de células solares foram batidos quase simultaneamente por uma equipe da Austrália e outra dos Estados Unidos.

Poucas áreas têm tantas "categorias" quanto as das células solares, com recordes valendo para áreas bastante específicas, envolvendo desde o material com que as células são construídas, até a forma como a luz do Sol chega até elas.

Martin Green e seus colegas da Universidade de Nova Gales do Sul alcançaram 40% de eficiência na conversão fotoelétrica usando a luz do Sol focalizada, com células solares do tipo utilizadas em torres de conversão fotovoltaica.

O avanço foi obtido com um novo design que usa filtros ópticos para capturar porções do espectro da luz solar que normalmente são perdidas pelas células instaladas em torres solares.

Esses filtros refletem alguns comprimentos de onda específicos, enquanto transmitem outros, permitindo capturar porções da radiação que antes eram desperdiçados.

Célula solar multijunção

A equipe do Laboratório Nacional de Energias Renováveis dos EUA obteve um recorde de eficiência na conversão fotoelétrica de 45,7% usando um tipo diferente de dispositivo.

A equipe do Dr. Ryan France usou uma célula solar quádrupla - com quatro junções semicondutoras - e luz solar concentrada equivalente a 234 sóis.

Na nova célula multijunção, o crescimento dos cristais é invertido
[Imagem: NREL]

As células solares multijunção capturam a luz do Sol dividindo o espectro solar em porções que são capturadas por junções semicondutoras ajustadas para cada conjunto de comprimentos de onda.

Embora, a rigor, sejam várias células solares integradas em uma só, há um desafio considerável para integrá-las em uma célula complexa que mantenha a conversão fotovoltaica com alta eficiência em todas as camadas.

A nova célula possui uma junção de fosfeto de gálio-índio (GaInP), uma junção de arseneto de gálio (AsGa) e duas junções de arseneto de gálio-índio (GaInAs), todas depositadas sobre o mesmo substrato.

Segundo a equipe, a célula solar poderá ser usada em concentradores fotovoltaicos de até 1.000 sóis graças à incorporação de uma camada absorvedora adicional de alta eficiência.

Contudo, talvez não haja ganhos adicionais com o aumento da incidência de luz, já que o conjunto atingiu sua eficiência máxima (45,7%) com 234 sóis - a 700 sóis, por exemplo, a eficiência caiu ligeiramente, para 45,2%.

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