Os painéis solares fotovoltaicos são compostos por diferentes tipos de células solares, que são os elementos que geram eletricidade.
Os principais tipos de células fotovoltaicas são os seguintes:
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Células solares de silício monocristalino (M-Si). A célula monocristalina é composta por um único cristal de silício com uma estrutura muito uniforme.
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Células solares de silício policristalino (P-Si). As células policristalinas são compostas por muitos cristais de silício e apresentam desempenho inferior.
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Células de filme fino. É obtido depositando várias camadas de material fotovoltaico sobre uma base.
Os diferentes tipos de células fotovoltaicas dependem da natureza e das características dos materiais utilizados.
Células solares monocristalinas
A primeira célula cristalina que foi fabricada no campo industrial é a de silício monocristalino puro. Estes tipos de células solares apresentam um bom desempenho energético, mas apresentam um custo mais elevado do que outros tipos. Por esta razão, eles atualmente têm um nível moderado de implementação.
As células solares monocristalinas geralmente têm um formato quadrado, com cantos arredondados (anteriormente eram circulares). Isso se deve ao processo de crescimento do cristal de silício monocristalino que possui formato cilíndrico.
Estas são as características mais marcantes:
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O processo de aquecimento é mais lento.
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Seu processo de fabricação é mais caro energeticamente.
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É mais eficiente que os outros tipos de células solares porque os átomos de silício estão perfeitamente alinhados.
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O processo de fabricação é mais longo.
Células solares policristalinas
No processo de fabricação do silício policristalino, o silício é lentamente solidificado em um molde retangular, resultando em um sólido retangular com muitos cristais.
Painéis solares com esse tipo de célula são mais baratos, mas têm desempenho inferior.
Células solares de filme fino
Os módulos fotovoltaicos de "filme fino" não são fabricados com células individuais, mas na forma de faixas contínuas que são depositadas sobre um substrato apropriado. As camadas são feitas de silício amorfo (a-Si) com 1 ou 2 mícrons de espessura e não precisam de interconexões internas.
Uma característica desse tipo de painel é que os fótons que não colidem com nenhum elétron passam por eles graças à sua pequena espessura. Este recurso permite o desenho de painéis com diferentes camadas sobrepostas.
Um dos tipos de células de filme fino é a célula de silício amorfo. Células com silício amorfo têm um desempenho de aproximadamente metade do desempenho das células cristalinas e, por isso, outros tipos de semicondutores começam a ser utilizados.
Quais são os tipos de células solares de filme fino?
Muitos dos materiais fotovoltaicos são fabricados usando diferentes métodos de deposição em uma variedade de substratos. As células solares de película fina são geralmente classificadas de acordo com o material fotovoltaico utilizado:
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Células solares sensibilizadas por corante (DSC) e outras células solares orgânicas.
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Cobre índio gálio e selênio (CIS ou CIGS)
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Telureto de cádmio (CdTe)
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Silício amorfo (a-Si) e outro silício de película fina (TF-Si)
Para que servem os sistemas de concentração solar?
Outra linha de inovação nos últimos anos é a concentração solar, que permite melhorar o uso de energia renovável por metro quadrado de painel fotovoltaico.
Esta tecnologia baseia-se na concentração da radiação solar em uma pequena superfície por meio de um concentrador óptico. O concentrador visa aumentar significativamente a radiação solar incidente e, consequentemente, o rendimento energético.
De qualquer forma, os sistemas de concentração quase só podem aproveitar a radiação solar direta. Portanto, este tipo de painéis solares precisa de um rastreador solar.
Os sistemas de concentração também são utilizados em centrais solares térmicas para gerar eletricidade ou para obter água quente sanitária.