As células fotovoltaicas ou módulos fotovoltaicos (grupo de células) são dispositivos capazes de converter a luz do sol diretamente em energia elétrica. Elas são feitas de materiais semicondutores (que geralmente, são sólidos cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes). Como por exemplo, O silício, que é atualmente o material semicondutor mais usado na produção de células fotovoltaicas.
Produção de módulos de Células Fotovoltaicas
O material semicondutor para realmente se transformar em uma célula fotovoltaica. Necessita antes, de uma maneira geral, passar por uma etapa de purificação e, em seguida, por uma etapa de dopagem, através da introdução de impurezas, dosadas em uma determinada quantidade.
Depois de produzidas, as células de um módulo são conectadas em série através de tiras de metal, soldadas na parte de trás de uma célula e na frontal da seguinte. São conectadas duas tiras em cada célula com a função de segurança, caso ocorra interrupção da corrente em uma delas.
Depois de conectadas, As células são encapsuladas por materiais plásticos que fornecem proteção permanente. O lado frontal à radiação solar incidente é coberto com um material transparente (podendo ser vidro ou plástico transparente) , os quais são bastante resistentes, e promovem uma boa proteção as células fotovoltaicas.
A região posterior à radiação solar incidente é coberta por camadas de materiais tais como: folha de alumínio, plástico Tedlar e vidro. Materiais que fornecem uma boa proteção para a parte de trás dos módulos.
Finalmente uma estrutura metálica auto-portante permite uma montagem rápida dos módulos. Utiliza- se geralmente, estrutura de alumínio anodizado.
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| Painéis de células fotovoltaicas (são módulos fotovoltaicos interligados) |
Principais tipos de células fotovoltaica
Silício (Si) Monocristalino
Essas células de silício monocristalino são feitas a partir de um único cristal de silício cilíndrico, apresentam uma alta eficiência de conversão de luz solar em energia elétrica, que varia normalmente em torno de 12 a 16% dependendo do fabricante, porem um custo elevado de produção.
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| célula de silício monocristalino |
Silício (Si) Multicristalino
As células do Silício (Si) Multicristalino ou também chamado de Silício (Si) Policristalino, são células fabricadas com o mesmo material que o Silício (Si) Monocristalino , mas diferentemente do Silício (Si) Monocristalino, Essas células são fabricadas com blocos solidificados compostos de pequenos cristais.
As células multicristalinas alcançam eficiência próxima a das células monocristalinas e, a energia necessária para produzir essas células , é significativamente menor a das células monocristalinas
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| célula de silício policristalino |
Filmes Finos - Silício amorfo
Com o intuito de buscar formas
alternativas de se produzir células fotovoltaicas, pesquisadores tem
investigado células de filmes finos, com o objetivo geral de se produzir células
fotovoltaicas confiáveis, utilizando
menos material semicondutor, com uma forma mais passível a larga escala, com
isso resultando em baixo custo do produto
e conseqüentemente da energia gerada
Nesse estudos de filmes finos , Os materiais mais estudados são o silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), o disseleneto de cobre e índio (CIS) e o telureto de cádmio (CdTe).
O silício amorfo vem sendo o mais usado para produzir células fotovoltaicas, em relação aos outros citados. Não se sabe ao certo qual dessas tecnologias terá maior sucesso em um futuro próximo. Mas sabe se que todas elas tem um grande potencial para a produção de células fotovoltaicas a baixo custo e, que todas precisam evoluir muito para que possam alcançar uma plena maturidade industrial e, atingir o nível de confiança das células cristalinas.
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| células de silício amorfo |
Referências
