Apesar das células de silício serem as mais populares, elas dividem-se em dois modelos diferentes e que se juntam a outros tipos de células usadas no mundo.
Veja abaixo as principais delas:
Célula solar de Silício Cristalizado
Células de silício são desenvolvidas desde os anos 50, quando sua eficiência era de apenas 6%, mas após anos de evolução nas técnicas de produção hoje superam as demais e dominam o mercado.
A maioria das grandes e micros usinas fotovoltaicas em funcionamento hoje no mundo utilizam painéis solares com células de silício cristalizado, principalmente do tipo policristalino.
A areia e o quartzo são as formas mais abundantes na natureza para extração do silício, que precisa passar por complexos e onerosos processos de purificação. São dois tipos de células de silício cristalizado:
Silício Monocristalino (m-Si)
Feitas com uma forma mais pura do silício, as células monocristalinas possuem a maior eficiência na conversão elétrica das células fotovoltaicas, entre 15% a 18%.
Porém são mais caras devido aos processos necessários para extração do cristal puro de silício.
Células Fotovoltaicas de silício cristalizado – fonte: GreenPro/Suniva (www.suniva.com)
Silício Policristalino (p-Si)
Por utilizarem uma forma menos pura do silício, as células policristalinas são mais baratas.
Mas apresentam um grau de eficiência menor que as células monocristalinas, entre 13% a 15%.
Células Fotovoltaicas de Silício Policristalino
Células de Película Fina
Nesse tipo de célula, também chamada de célula de filme fino, o semicondutor é aplicado sobre uma fina superfície de vidro ou plástico, o que a torna flexível e apta a diferentes aplicações da tecnologia fotovoltaica.
São muito boas na absorção da radiação luminosa e, por utilizarem menos material semicondutor, são mais baratas que as de silício cristalizado, porém com menor grau de eficiência na conversão elétrica.
Os principais tipos são:
Silício Amorfo (a-Si)
A palavra “amorfo” significa “sem forma”, o quê significa que esse silício não possui característica cristalina, sendo formado pela absorção de hidrogênio e resultando em uma célula de pouca eficiência, entre 8% a 10%, a qual ainda é degradada pela ação da luz nos primeiros meses de uso.
Disseleneto de Cobre e Índio (CIS)
Células de CIS não sofrem degradação da luz, mas se tornam instáveis em locais com altas temperaturas ou umidade, necessitando de bom revestimento para constituição do módulo fotovoltaico.
Apresentam a melhor eficiência entre as células de filme fino, entre 10% e 13%.
No entanto, as células de CIS tem sua produção limitada devido ao Índio (In), elemento muito requisitado para a fabricação de smartphones.
Telureto de Cádmio (CdTe)
Compostas, entre outros, por sulfato de Cádmio (CdS), células de CdTe possuem boa eficiência, até 16%.
Contudo sua fabricação em larga escala é desencorajada devido ao uso gasoso do Cádmio, altamente tóxico.
Células Orgânicas (OPV)
Essas células se assemelham às de filme fino, sendo constituídas de polímeros ou moléculas orgânicas impressas sobre substratos transparentes e flexíveis, o que garante às células orgânicas maior aplicabilidade.
Contudo, apresentam baixa eficiência (até 11%) e vida útil quando comparadas às células de silício cristalino.
Célula solar de Perovskita
Células de Perovskita são a grande aposta da indústria de painéis fotovoltaicos, com uma tecnologia que supera todas as outras na absorção da luz em diferentes comprimentos de onda.
Isso garante uma alta eficiência na conversão elétrica, chegando a 20% em testes laboratoriais.
Porém sua baixa vida útil e degradação ao contato com umidade ainda são desafios a superar para a sua aplicação comercial.
É importante não confundir a eficiência das células solares fotovoltaicas com a eficiência das placas solares que compõem um sistema fotovoltaico.