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Mistério do defeito da célula solar está resolvido após 40 anos de pesquisa
Uma equipe de cientistas da Universidade de Manchester resolveu uma falha fundamental em painéis solares após 40 anos de pesquisas em todo o mundo.
Os painéis solares estão entre os sistemas mais disponíveis de geração de energia através de fontes renováveis, devido ao seu custo relativo e disponibilidade para o consumidor.
No entanto, a maioria das células solares atinge apenas 20% de eficiência – para cada kW de luz solar equivalente, cerca de 200W de energia elétrica podem ser gerados.
Agora, uma equipe internacional de pesquisadores resolveu uma questão fundamental fundamental do defeito do material que limita e degrada a eficiência das células solares.
O problema é conhecido e estudado há mais de 40 anos, com mais de 270 trabalhos de pesquisa atribuídos à questão sem solução.
A nova pesquisa mostra a primeira observação de um defeito de material anteriormente desconhecido que limita a eficiência da célula solar de silício.
O professor Tony Peaker, que coordenou a pesquisa publicada no Journal of Applied Physics, disse: “Por causa do impacto ambiental e financeiro, a ‘degradação da eficiência’ do painel solar tem sido tema de grande interesse científico e de engenharia nas últimas quatro décadas.
No entanto, apesar de algumas das melhores mentes do negócio trabalhando nisso, o problema resistiu firmemente à resolução até agora ”.
“Durante as primeiras horas de operação, após a instalação, a eficiência de um painel solar cai de 20% para cerca de 18%. Uma queda absoluta de 2% na eficiência pode não parecer grande coisa, mas quando você considera que esses painéis solares são responsáveis por entregar uma fração grande e exponencial das necessidades totais de energia do mundo, é uma perda significativa de capacidade de geração de eletricidade.
O custo energético desse déficit em toda a capacidade instalada de energia solar do mundo é de 10 gigawatts, o que equivale a mais energia do que a produzida pelo total combinado de 15 usinas nucleares do Reino Unido.
O déficit solar tem, portanto, de ser atendido por outras fontes de energia menos sustentáveis, como a queima de combustíveis fósseis.
A abordagem experimental e teórica multidisciplinar empregada pelos pesquisadores identificou o mecanismo responsável pela Degradação Induzida pela Luz (LID).
Combinando uma técnica elétrica e óptica especializada, conhecida como “espectroscopia de transientes de nível profundo” (DLTS), a equipe descobriu a existência de um defeito de material que inicialmente fica inativo dentro do uso de silício para fabricar as células.
A carga eletrônica dentro da maior parte da célula solar de silício é transformada sob a luz solar, parte de seu processo de geração de energia. A equipe descobriu que essa transformação envolve uma ‘armadilha’ altamente eficaz que impede o fluxo de portadores de carga gerados por foto (elétrons).
Publicado em 6 de agosto de 2019 / https://www.ambienteenergia.com.br