A luta contra as mudanças climáticas pode estar ganhando ritmo, mas parece que as células solares de silício de energia verde estão chegando ao seu limite.A forma mais direta de fazer a conversão agora é com painéis solares, mas há outros motivos pelos quais eles são a grande esperança das energias renováveis.
Seu principal componente, o silício, é a segunda substância mais abundante na Terra depois do oxigênio.Uma vez que os painéis podem ser colocados onde a energia é necessária - em casas, fábricas, edifícios comerciais, navios, veículos rodoviários - há menos necessidade de transmitir energia através das paisagens;e a produção em massa significa que os painéis solares são agora tão baratos que a economia de usá-los está se tornando indiscutível.
De acordo com o relatório de perspectivas de energia para 2020 da Agência Internacional de Energia, os painéis solares em alguns locais estão produzindo a eletricidade comercial mais barata da história.
Até mesmo aquele bug-urso tradicional "e quando estiver escuro ou nublado?"está se tornando menos problemático graças aos avanços transformadores na tecnologia de armazenamento.
Indo além dos limites da energia solar
Se você está esperando um “mas”, aqui está: mas os painéis solares de silício estão atingindo os limites práticos de sua eficiência por causa de algumas leis da física bastante inconvenientes.As células solares de silício comerciais são agora apenas cerca de 20 por cento eficientes (embora até 28 por cento em ambientes de laboratório. Seu limite prático é de 30 por cento, o que significa que só podem converter cerca de um terço da energia recebida do Sol em eletricidade).
Ainda assim, um painel solar produzirá muitas vezes mais energia livre de emissões em sua vida útil do que a usada em sua fabricação.
uma célula solar de silício / perovskita
Perovskite: o futuro das energias renováveis
Como o silício, esta substância cristalina é fotoativa, o que significa que quando é atingida pela luz, os elétrons em sua estrutura se tornam excitados o suficiente para se separarem de seus átomos (essa liberação de elétrons é a base de toda geração de eletricidade, de baterias a usinas nucleares) .Dado que a eletricidade está em vigor, uma linha conga de elétrons, quando os elétrons soltos do silício ou perovskita são canalizados em um fio, a eletricidade é o resultado.
A perovskita é uma mistura simples de soluções salinas que é aquecida entre 100 e 200 graus para estabelecer suas propriedades fotoativas.
Como a tinta, ele pode ser impresso em superfícies e é dobrável de uma forma que o silício rígido não é.Sendo usado com uma espessura de até 500 vezes menor que o silício, também é superleve e pode ser semitransparente.Isso significa que pode ser aplicado a todos os tipos de superfícies, como telefones e janelas.A verdadeira emoção, porém, é em torno do potencial de produção de energia da perovskita.
Superando o maior desafio da perovskita - deterioração
Os primeiros dispositivos perovskita em 2009 converteram apenas 3,8 por cento da luz solar em eletricidade.Em 2020, a eficiência era de 25,5%, próximo ao recorde de laboratório de silício de 27,6%.Há uma sensação de que sua eficiência em breve poderá chegar a 30%.
Se você está esperando um 'mas' sobre perovskita, bem, há alguns.Um componente da rede cristalina da perovskita é o chumbo.A quantidade é minúscula, mas a toxicidade potencial do chumbo significa que é uma consideração importante.O verdadeiro problema é que a perovskita desprotegida se degrada facilmente com o calor, umidade e umidade, ao contrário dos painéis de silício que são vendidos rotineiramente com 25 anos de garantia.
O silício é melhor para lidar com ondas de luz de baixa energia e a perovskita funciona bem com luz visível de alta energia.A perovskita também pode ser ajustada para absorver diferentes comprimentos de onda de luz - vermelho, verde, azul.Com o alinhamento cuidadoso de silício e perovskita, isso significa que cada célula transformará mais do espectro de luz em energia.
Os números são impressionantes: uma única camada pode ser 33% eficiente;empilhar duas células, é 45 por cento;três camadas dariam 51 por cento de eficiência.Esses tipos de números, se pudessem ser realizados comercialmente, revolucionariam as energias renováveis.
Horário da postagem: 12 de agosto de 2021