A tecnologia de células solares CIGS, composta por camadas de cobre, índio, gálio e seleneto, foi aprimorada pela Universidade de Uppsala em uma colaboração inovadora com o Centro de Tecnologia Europeu da First Solar. Juntos, eles estabeleceram um novo recorde mundial de eficiência, alcançando notáveis 23,64%, conforme verificado pelo respeitado Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar na Alemanha. Este salto notável na eficiência destaca o potencial da tecnologia CIGS como uma alternativa competitiva no cada vez mais dinâmico mercado de energia solar.
Avanços na Eficiência das Células Solares CIGS
O avanço se dá pelo desenvolvimento de métodos refinados de deposição e tratamento das camadas de CIGS, que agora incluem adições estratégicas de prata e sódio, e tratamento com fluoreto de rubídio. Essas inovações têm potencial de melhorar a eficiência fotovoltaica ao otimizar a estrutura das camadas, permitindo um aproveitamento superior da luz solar. Este marco não só ultrapassa o recorde anterior de 23,35% da Solar Frontier do Japão, mas também reforça a confiabilidade da tecnologia CIGS, impulsionando sua viabilidade para novas aplicações como em células solares em tandem, que combinam múltiplas camadas para maximizar a captura de energia.
Impacto e Perspectivas no Mercado de Energia Solar
No contexto do rápido crescimento da energia solar, que representou pouco mais de 6% da eletricidade global em 2022 segundo a Agência Internacional de Energia, a melhoria na eficiência das células CIGS pode ampliar significativamente a competitividade dessa tecnologia frente às tradicionais células de silício e emergentes de perovskita. O avanço tecnológico oferece novas perspectivas para aplicações onde o espaço e a eficiência são cruciais, potencialmente acelerando o retorno sobre o investimento e impulsionando a adoção de energia solar. Além disso, ao ajudar a aumentar a geração de energia limpa, as células CIGS aprimoradas podem desempenhar um papel vital nas metas globais de redução das emissões de CO2.
Desafios e Oportunidades no Desenvolvimento de Células Solares
A despeito de suas vantagens, a tecnologia CIGS enfrenta desafios significativos devido aos altos custos de produção das matérias-primas envolvidas. No entanto, a natureza de filme fino das células ajuda a mitigar essas restrições, oferecendo oportunidades excepcionais para inovação, especialmente na pesquisa de células solares em tandem que podem alcançar eficiências ainda maiores. Aproveitar as propriedades únicas das células CIGS para aplicações especializadas continuará a ser uma área de intensa pesquisa e desenvolvimento.
Colaboração e Medições Independentes
Parte essencial deste sucesso deriva da colaboração entre a pesquisa acadêmica e o setor industrial, ilustrada pela parceria entre a Universidade de Uppsala e a First Solar. Esta união permitiu a implementação de técnicas sofisticadas de medição e análise, como fotoluminescência e espectroscopia de fluorescência de raios X, para otimizar a performance das células solares CIGS. Tais parcerias são fundamentais para a validação dos avanços tecnológicos e para reforçar a confiança no mercado através de verificações independentes, como as realizadas pelo Instituto Fraunhofer.
Próximos Passos e Inovações Futuras
O futuro das células solares CIGS se concentra na continuidade das inovações visando a eficiência e a confiabilidade. A busca por métodos de produção mais econômicos e sustentáveis está no horizonte, assim como a exploração de novas aplicações, como a integração em sistemas de armazenamento de energia eólicas e aplicações móveis. Além disso, a descoberta de novas combinações de materiais pode abrir portas para eficiências superiores às já alcançadas, com o objetivo de superar a barreira dos 30% de eficiência, prometendo uma revolução no uso de energias renováveis.
Reflexão do Blog da Engenharia sobre mercado Chinês
- O mercado chinês possui uma ampla capacidade de produção e inovação em energia renovável, o que pode impulsionar a adoção das tecnologias CIGS.
- Com o apoio governamental maciço para energias limpas, a China pode ser um catalisador para a implementação de células solares mais eficientes.
- A procura por soluções sustentáveis crescentes, alinhada com as metas ambientais chinesas, pode criar um ambiente fértil para tecnologias emergentes como a CIGS.
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Via: https://interestingengineering.com/innovation/cigs-solar-cell-world-record
