Células solares
As células solares têm muitas aplicações. Elas têm sido usadas há muito tempo em situações onde a energia elétrica da rede não está disponível, como em sistemas de energia de área remota, satélites de órbita terrestre e sondas espaciais, sistemas de consumo, por exemplo, calculadoras de mão ou relógios de pulso, radiotelefones remotos e aplicações de bombeamento de água. Mais recentemente, eles estão começando a ser usados em conjuntos de módulos solares conectados à rede elétrica através de um inversor, muitas vezes em combinação com a medição de rede.
As células solares são consideradas como uma das tecnologias-chave para um fornecimento de energia sustentável.
Três gerações de desenvolvimento
Primeiro
A primeira geração fotovoltaica consiste em um diodo de junção p-n de uma única camada de grande área, capaz de gerar energia elétrica utilizável a partir de fontes de luz com os comprimentos de onda da luz solar. Estas células são tipicamente feitas usando uma bolacha de silício. As células fotovoltaicas de primeira geração (também conhecidas como células solares baseadas em pastilha de silício) são a tecnologia dominante na produção comercial de células solares, representando mais de 86% do mercado de células solares.
Segundo
A segunda geração de materiais fotovoltaicos é baseada no uso de depósitos de filme fino de semicondutores. Estes dispositivos foram inicialmente projetados para serem células fotovoltaicas de alta eficiência, de múltiplas junções. Mais tarde, foi observada a vantagem de utilizar um filme fino de material, reduzindo a massa de material necessária para o projeto da célula. Isto contribuiu para uma previsão de custos muito reduzidos para células solares de filme fino. Atualmente (2007) existem diferentes tecnologias/materiais semicondutores sob investigação ou em produção em massa, tais como silício amorfo, silício poli-cristalino, silício microcristalino, telureto de cádmio, selenieto/sulfeto de índio de cobre. Normalmente, a eficiência das células solares de filme fino é menor em comparação com as células solares de silício (baseadas em wafer), mas os custos de fabricação também são menores, de modo que um preço menor em termos de US$/watt de produção elétrica pode ser alcançado. Outra vantagem da massa reduzida é que é necessário menos suporte ao colocar painéis em telhados e permite a instalação de painéis em materiais leves ou flexíveis, até mesmo têxteis. Isto permite o enrolamento de painéis solares portáteis, que podem caber em uma mochila e ser usados para alimentar telefones celulares ou laptops em áreas remotas.
Terceiro
A terceira geração fotovoltaica é muito diferente das outras duas, amplamente definidas como dispositivos semicondutores que não dependem de uma junção p-n tradicional para separar portadores de carga fotogerada. Estes novos dispositivos incluem células fotoeletroquímicas, células solares poliméricas e células solares nanocristalinas.
As empresas que trabalham com fotovoltaicos de terceira geração incluem a Xsunx, Konarka Technologies, Inc. , Nanosolar e Nanosys. Também estão sendo feitas pesquisas nesta área pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA (http://www.nrel.gov/).
