Células solares de minério de titânio e silício mudarão completamente a eficiência da geração de energia
Células solares de minério de titânio e silício mudarão completamente a eficiência da geração de energiae
As células solares tradicionais baseadas em compostos semicondutores de silício têm uma eficiência máxima teórica de 29% na conversão da luz solar em energia elétrica. No entanto, ao fundir a segunda camada de perovskita com a camada base de silício, as células solares podem exceder este limite de eficiência num futuro próximo.
A perovskita é um tipo de composto com a mesma estrutura cristalina do mineral óxido de cálcio e titânio. Este material altamente flexível pode ser usado para diversas aplicações, incluindo máquinas ultrassônicas, chips de armazenamento e células solares para geração de energia. Pesquisas recentes mostram que a perovskita pode ser um"arma secreta"para promover a eficiência de geração de energia da indústria de células solares a um novo nível.
A atual tecnologia de células solares está a aproximar-se rapidamente do seu nível de eficiência mais elevado, mas ainda não atinge o nível exigido para a energia solar como um importante fator de mitigação no combate ao aquecimento global. Os cientistas afirmaram que a eficiência deve ultrapassar 30% e a taxa de instalação de novos painéis solares deve ser dez vezes superior ao nível de adoção atual.
Ao adicionar uma camada adicional de óxido de cálcio e titânio (ambos com propriedades semicondutoras) em um substrato de silício, a energia capturada da luz solar pode ser aumentada. A camada de silício captura elétrons na luz vermelha, enquanto a camada de cálcio e titânio captura a luz azul. A melhoria da capacidade de absorção de energia levará a uma diminuição do preço global da energia solar, acelerando assim a implantação e adopção de painéis solares.
Os cientistas passaram vários anos desenvolvendo tecnologia eficiente de células solares de silício, cálcio e titânio, e 2023 parece marcar um marco importante neste campo. O progresso recente da pesquisa melhorou com sucesso a eficiência das baterias da série de perovskita de silício para mais de 30%. O ritmo do progresso é tão rápido que esta tecnologia apresentará em breve a sua funcionalidade melhorada em produtos comerciais.
Stefaan De Wolf, professor de ciência e engenharia de materiais na Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah, na Arábia Saudita, acredita que em 2023, o campo da tecnologia de células solares trará progressos significativos. A equipe de De Wolf alcançou um nível de eficiência de 33,7% em células solares de perovskita de silício, mas os detalhes do trabalho ainda precisam ser publicados em revistas científicas.Outro grupo de pesquisa liderado por Steve Albrecht, do Centro Helmholtz de Berlim para Materiais e Energia, na Alemanha, publicou recentemente um estudo sobre uma bateria de perovskita de silício conectada em série que pode atingir uma eficiência de conversão de energia de até 32,5%. O terceiro grupo liderado por Xin Yu Chin da École Polytechnique Fédérale de Lausanne em Lausanne, Suíça, provou que a eficiência da bateria em série chega a 31,25%, com"o potencial de alta eficiência e baixo custo de fabricação".
De Wolf afirmou que ultrapassar o limiar de 30% de energia aumentará a confiança das pessoas de que"geração de energia fotovoltaica de alto desempenho e baixo custo pode ser trazida ao mercado". Até 2022, a capacidade de geração de energia solar atingirá 1,2 terawatts (TW), e deverá aumentar para pelo menos 75 TW até 2050 para aliviar a situação mais catastrófica causada pelo aquecimento global e pelas emissões de gases com efeito de estufa.