Células solares com eficiência excepcional: perovskita e sicilium

Recentemente, a eficiência de de 33,9% de uma célula solar do fabricante LONGi ganhou as manchetes, embora fosse apenas uma pequena amostra.

Não foi apenas o alto rendimento energético que foi notável, mas também a composição das células, que dá esperança para o futuro. Uma camada de perovskita é aplicada a uma célula solar clássica, feita principalmente de silício.

As células feitas com esse material, mais precisamente o titanato de cálcio, devem ser capazes de atingir uma eficiência de até 50%, pelo menos em um ambiente de laboratório. Infelizmente, elas não são muito duráveis, certamente não por 25 anos, o que uma célula solar clássica baseada em silício pode alcançar e ainda atingir 80% de sua eficiência original.

Infelizmente, essa eficiência não é tão alta quanto seria desejável. O rendimento máximo de energia é de pouco menos de 20%. E é aí que a célula solar em tandem entra em ação. Ainda é uma conjectura, mas, na melhor das hipóteses, 45% de eficiência e uma vida útil de 30 anos parecem promissores.

Praticamente viável

A Oxford PV demonstrou que isso pode funcionar em escala industrial em sua fábrica em Brandenburg an der Havel, na Alemanha. Essas células solares em tandem já estão sendo fabricadas aqui e atingem uma eficiência de 28,6%.

Em uma escala maior, elas são calculadas em 24%. A Oxford PV também afirma que somente a fábrica de lá pode produzir 50 megawatts de energia por ano em sua capacidade total. O telhado de uma casa típica tem uma capacidade de cerca de 10 quilowatts, ou seja, 0,01 megawatts.

Muito mais, muito mais barato

Esse desenvolvimento chegou na hora certa, como mostra uma olhada nos números absolutos. Em 2022, 1,2 terawatts de energia solar foram instalados - em todo o planeta. Mesmo se essa energia fosse usada de forma otimizada, essa quantidade não seria suficiente para cobrir todas as necessidades de energia de um país industrializado como a Alemanha.

Portanto, o objetivo é ter 100 terawatts disponíveis em todo o mundo até 2060, se possível. Isso seria equivalente a 25 vezes a quantidade de eletricidade que os EUA produzem todos os anos.

Os preços por quilowatt-hora já são mais do que competitivos. os preços por quilowatt-hora já são mais do que competitivos: 6 centavos de dólar durante todo o ciclo de vida de um sistema fotovoltaico. Seria a metade disso para células solares em tandem com perovskita e silício.

Em comparação com os combustíveis fósseis ou até mesmo com a energia nuclear, em que até mesmo as empresas de energia falam em cerca de 9 centavos de dólar por quilowatt, a energia solar é extremamente barata.

O problema é que o investimento precisa ser feito antes que o primeiro quilowatt-hora seja produzido. Com gás ou petróleo, os pagamentos têm de ser feitos gradualmente. Com a energia nuclear, a próxima geração tem de se preocupar com os custos de descarte.

Portanto, módulos solares baratos, duráveis e particularmente eficientes são muito bem-vindos.