Células solares de perovskita: Comparação com outras tecnologias solares

Introdução

A energia solar é um aspecto importante de nossa vida cotidiana. Tenho visto muitos desenvolvimentos no setor ao longo dos anos. Muitas tecnologias solares foram descobertas. Uma delas, que tem sido notícia recentemente, é a célula solar de perovskita. Hoje, veremos como essas células são únicas em comparação com outras tecnologias solares.

O que são tecnologias de energia solar

As tecnologiasde energia solar convertem a luz solar em energia. O sistema mais comum é o painel fotovoltaico, que transforma diretamente a luz solar em corrente elétrica. Outros também ocorrem em sistemas solares térmicos que utilizam o calor do sol. Os painéis solares nos telhados são usados por muitas residências para reduzir as contas de eletricidade. Sistemas maiores são usados por fazendeiros e empresas para reduzir as contas. Com o tempo, eles se tornaram mais eficientes e econômicos. A tecnologia continua à medida que pesquisadores e engenheiros criam materiais e métodos melhores.

O que são células solares de perovskita?

As células solaresde perovskita são construídas com material que tem uma estrutura de cristal de perovskita. Elas chamaram muita atenção porque são simples de fabricar e podem desenvolver alta eficiência. Os primeiros trabalhos apresentaram eficiências de cerca de 15%. Os estudos atuais agora citam valores acima de 20%. Isso significa que as células solares de perovskita podem coletar uma alta porcentagem da energia solar. O processo de criação de células de perovskita utiliza materiais baratos. As células de perovskita podem ser impressas em substratos de baixa temperatura. A produção em escala laboratorial já começou em algumas empresas. Cada vez mais, há um otimismo de que as células solares de perovskita estão prestes a ser utilizadas em produtos úteis, como painéis solares integrados a edifícios e sistemas de energia portáteis.

Tipos de tecnologias solares tradicionais

São usadas diversas variedades de tecnologia solar. A variedade mais comum é a célula solar de silício. Há dois tipos de células de silício: monocristalina e policristalina. As células monocristalinas são mais eficientes e as policristalinas são menos eficientes, mas são mais baratas. Além do silício, há células solares de filme fino. As células solares de filme fino usam materiais como telureto de cádmio e seleneto de cobre, índio e gálio. As células de filme fino também são flexíveis e podem ser aplicadas em superfícies curvas. Algumas tecnologias mais recentes usam corantes orgânicos para coletar energia solar. Os materiais usados e o processo de fabricação variam de acordo com cada tipo. Todos têm pontos fortes e fracos com relação a custo, eficiência e longevidade.

Comparação com outras tecnologias solares

As células solares de perovskita têm algumas características desejáveis: são fabricadas por meio de um processo de baixo custo e acessível. Sua eficiência tem aumentado em um ritmo muito rápido nos últimos anos. Elas são diferentes das células de silício, pois podem ser fabricadas em baixas temperaturas. Isso pode reduzir os custos de fabricação e o uso de energia na fabricação.

Mas as células solares de perovskita apresentam alguns desafios. As células solares de silício tradicionais têm uma longa história. Elas são duráveis e funcionam bem em uma ampla gama de condições climáticas. Muitos painéis de silício atualmente em serviço foram instalados e apresentaram vida útil de mais de 25 anos. Os materiais de perovskita, entretanto, tendem a se degradar mais rapidamente com a água e o calor. Os cientistas ainda estão trabalhando para estabilizá-los melhor com melhores técnicas de processamento e camadas sobrepostas.

Os exemplos para comparação do outro recurso são a flexibilidade e o peso. É possível fabricar células de perovskita. Isso abrirá possibilidades para aplicações como painéis solares finos e dobráveis em carros ou telefones celulares. As células de silício são mais pesadas e rígidas. Em termos de eficiência, ambas as tecnologias estão melhorando. Em geral, as células solares de silício oferecem eficiência na faixa de 15% a 22% em aplicações comerciais. As células de perovskita estão próximas do desempenho, mesmo nos estágios iniciais, e há espaço para melhorias em condições de laboratório.

Além disso, o processo de fabricação é diferente. As células de silício são purificadas em alta temperatura e consomem muita energia. As células de perovskita são sintetizadas com base em solução, o que é menos dispendioso. Apesar desses pontos fortes, a estabilidade de longo prazo das células de perovskita não está tão bem estabelecida. Em resumo, há um lugar para cada tecnologia. A escolha depende do custo, das condições de instalação e das expectativas de vida útil.

Conclusão

Em poucas palavras, a energia solar é uma economia de tecnologias plurais. As células solares de perovskita são promissoras e altamente eficientes, além de terem baixo custo de produção. Elas também são flexíveis, ao contrário da maioria das células padrão. No entanto, sua estabilidade a longo prazo continua sendo estudada. As células solares padrão, como os painéis de silício, têm se mostrado eficazes por décadas de serviço. Elas continuam sendo uma opção segura devido à sua longevidade e eficiência. Cientistas e engenheiros estão continuamente tentando aumentar a estabilidade das células solares de perovskita. À medida que mais pesquisas forem realizadas, elas poderão competir ou superar o desempenho das tecnologias convencionais. No final, ambas as células solares desempenham papéis importantes na transição para a energia sustentável. Para obter mais informações, consulte a Stanford Advanced Materials (SAM).

Perguntas frequentes

F: O que são células solares de perovskita?

P: São células solares feitas de materiais que têm estrutura de cristal de perovskita. Elas prometem ter alta eficiência e baixo custo.

F: Como as células solares de perovskita se comparam às células solares de silício?

P: As células de perovskita são mais baratas de produzir e podem ser flexíveis. As células de silício oferecem vida útil e estabilidade comprovadas.

F: Qual é o maior desafio das células solares de perovskita?

P: Sua estabilidade de longo prazo ao calor e à umidade é o maior desafio.