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Células Fotovoltaicas

Num sistema fotovoltaico os componentes mais importantes são, obviamente, os painéis. São constituídos por diversas células fotovoltaicas ligadas eletricamente entre si. Neste tipo de aplicação, os elementos utilizados para o fabrico das células são:

-Silício cristalino, c-Si;

-Silício amorfo, a-Si;

-Telureto de cádmio, CdTe;

-Disseleneto de cobre e índio, CuInSe2 ou CIS;

-Híbridas, HIT.

O silício é o elemento mais utilizado na produção de células. É o segundo mais abundante na superfície do nosso planeta e cerca de 100 vezes menos tóxico que os últimos três elementos citados acima. A tecnologia fotovoltaica baseada em c-Si faz uso de lâminas cristalinas relativamente espessas, [300-400] μm. As restantes tecnologias são baseadas em películas finas com espessuras na ordem de 1 μm. Devido a este aspecto construtivo as tecnologias baseadas em películas finas possuem um custo mais baixo.

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Silício cristalino, c-Si

O silício cristalino é a tecnologia mais comum, apresentando o maior nível de produção comercial. Esta posição no mercado deve-se ao seu elevado grau de robustez, eficiência e fiabilidade. A nível tecnológico o silício cristalino encontra-se dividido em dois grupos, monocristalino e policristalino.

 

Células Monocristalinas

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Nas células monocristalinas, o silício deve possuir um nível de pureza extremamente elevado, 99,99999%. O processo para se obter este nível de pureza ocorre em reatores sob atmosfera controlada, com velocidades de crescimento do cristal extremamente lentas (da ordem de alguns cm/hora). As temperaturas envolvidas neste processo rondam os 1400ºC, sendo necessária muita energia, o que consequentemente leva a custos de produção elevados. Os melhores painéis disponíveis no mercado têm uma eficiência entre 15 a 18%.

Os painéis fotovoltaicos monocristalinos constroem-se através do aproveitamento das areias do Quartz (mineral).

São alterados os seus campos magnéticos com recurso à utilização de grandes quantidades de energia eléctrica por forma a criar campos magnéticos ainda mais fortes que os primários.

São criadas células fotovoltaicas com o material que será depois colocado numa caixilharia até se obter o produto que conhecemos.

Células Policristalinas

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As células policristalinas apresentam uma eficiência de conversão de energia menor, 15 a 18%, mas em compensação o custo de produção é mais baixo. Para a produção destas células o silício é fundido num bloco, o que resulta num cristal com grande quantidade de impurezas, tornando estas células menos eficientes. Em seguida os blocos são serrados até se obterem pastilhas com espessura igual a 0,3mm. A relação preço/potência entre estes dois tipos de células é pouco significativo.

Os painéis fotovoltaicos Policristalinos constroem-se através do aproveitamento do Quartz (mineral) enquanto pedra.

São alterados os seus campos magnéticos com recurso à utilização de grandes quantidades de energia eléctrica por forma a criar campos magnéticos ainda mais fortes que os primários.

São criadas células fotovoltaicas com o material que será depois colocado numa caixilharia até se obter o produto que conhecemos.

Silício amorfo, a-Si

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No início dos anos 80 o silício amorfo era visto como a única tecnologia de películas finas economicamente viável. Estas células são ideais para aplicação em calculadoras, relógios e produtos de baixo consumo eléctrico. São particularmente interessantes devido a uma resposta espectral próxima do azul, possuindo assim uma boa eficiência sob luz artificial.

O processo de produção ocorre a temperaturas relativamente baixas, cerca de 300ºC. Este aspecto construtivo possibilita que sejam depositados sobre substratos de baixo custo, como vidro, aço inox e alguns plásticos. Existem no mercado painéis fotovoltaicos flexíveis, inquebráveis, semitransparentes, que estão a ampliar este mercado devido à sua versatilidade.

Estes painéis apresentam uma característica interessante, a eficiência inicial é da ordem dos 15 a 20%, vindo a estabilizar algum tempo depois nos níveis indicados pelos fabricantes. Logo, o painel adquirido apresenta uma performance superior à especificada para o produto. Após aproximadamente um ano em funcionamento a performance estabiliza nos níveis da garantia do produto. Os melhores painéis disponíveis no mercado apresentam uma eficiência entre os 5 a 8%.

 

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