Você já ouviu falar dos painéis solares de filme fino que estão ganhando destaque no mercado de energia solar fotovoltaica?

Essa tecnologia de segunda geração usa uma ou mais camadas finas de material fotovoltaico depositadas em um substrato, como vidro, plástico ou metal, como uma alternativa às células solares tradicionais de silício cristalino.

Neste artigo, exploraremos tudo o que você precisa saber sobre painéis solares de filme fino, incluindo os tipos de painéis solares de filme fino, como eles funcionam e suas vantagens e desvantagens em comparação com as células de silício.

O que são Painéis Solares de Filme Fino?

Uma das tecnologias mais promissoras para gerar eletricidade a partir da luz solar são os painéis solares de filme fino.

Os painéis de filme finos variam de alguns nanômetros a algumas amostras de micrômetros, ao contrário das células solares de silício cristalino que usam pastilhas de silício de até 200 µm de espessura.

Essa característica permite que esses painéis sejam flexíveis e mais leves do que os painéis convencionais. De fato, existem diversos tipos, cada um utilizando diferentes materiais fotovoltaicos. Alguns dos principais tipos são:

Silício Amorfo (a-Si)

O silício amorfo é uma forma não cristalina de silício. Os painéis solares de silício amorfo são fabricados depositando finíssimas camadas de material dopado sobre um substrato. No entanto, eles apresentam uma eficiência baixa, geralmente em torno de 8% a 12%, em comparação com os painéis de silício cristalino, que podem atingir mais de 20% de eficiência.

Telureto de Cádmio (CdTe)

Os painéis solares de telureto de cádmio são compostos por um substrato de vidro revestido com camadas de óxido transparente condutivo, sulfeto de cádmio e telureto de cádmio. Assim, essa tecnologia apresenta uma eficiência maior do que os painéis de silício amorfo, chegando a ultrapassar a eficiência do silício multicristalino.

Seleneto de Cobre Índio Galio (CIS ou CIGS)

Os fabricantes depositam uma camada de cobre, índio, glio e seleneto em um substrato para produzir painéis solares de cobre, índio, glio e seleneto. Essa tecnologia, portanto, alcança uma alta eficiência, chegando a mais de 20% em laboratório, e compete com os painéis de silício cristalino no mercado.

Outras Tecnologias de Filme Fino

Além dos tipos mencionados, existem outras tecnologias emergentes de filme fino, como as células solares orgânicas sensibilizadas por corante, células de polímeros, células de pontos quânticos de sulfeto de zinco, micromorfos e perovskitas. Assim, essas tecnologias ainda estão em estágio inicial de pesquisa e desenvolvimento, com disponibilidade comercial limitada.

Como Funcionam ?

Os materiais semicondutores produzem eletricidade quando expostos à luz solar, e é assim que os painéis solares de filme funcionam usando o efeito fotovoltaico. Portanto, cada tipo tem um processo operacional específico, mas, em geral, o processo ocorre da seguinte forma:

1. O painel solar de filme fino recebe luz solar.
2. O material fotovoltaico no painel absorve os fótons de luz.
3. A energia dos fótons é transferida para os elétrons do material, gerando de fato, uma corrente elétrica.
4. Essa corrente elétrica é coletada pelos contatos presentes no painel e pode ser utilizada para alimentar dispositivos elétricos ou ser armazenada em baterias.

Vantagens dos Painéis Solares de Filme Fino

Os painéis solares de filme fino apresentam diversas vantagens em relação aos painéis de silício cristalino. Algumas das principais vantagens são:

1. Flexibilidade: Esses painéis solares são flexíveis, o que permite sua aplicação em superfícies curvas ou flexíveis, como telhados curvos ou veículos.
2. Leveza: Esses painéis são mais leves do que os painéis convencionais de silício, facilitando sua instalação e reduzindo o peso total do sistema.
3. Menor custo de fabricação: A produção requer menos material e menos etapas de fabricação do que os painéis de silício cristalino, resultando de fato, em um custo de produção menor.
4. Eficiência em baixa luminosidade: Os painéis apresentam uma melhor eficiência em condições de baixa luminosidade, como por exemplo em dias nublados ou sombreados.
5. Estética: Os painéis solares de filme fino podem ser produzidos em diferentes cores e acabamentos, o que permite uma maior integração estética com o ambiente.

Desvantagens

Apesar das vantagens, os painéis solares de filme fino também possuem algumas desvantagens. Algumas delas são:

1. Menor eficiência: Em geral, eles apresentam uma eficiência menor do que os painéis de silício cristalino. No entanto, essa diferença tem diminuído ao longo dos anos com os avanços tecnológicos.
2. Degradação ao longo do tempo: Alguns tipos desses painéis podem apresentar uma maior degradação ao longo do tempo, perdendo eficiência com o passar dos anos.
3. Disponibilidade limitada: Nem todos os tipos de painéis solares de filme fino estão disponíveis comercialmente, especialmente no Brasil. Além disso, a produção em larga escala ainda é limitada.
4. Toxicidade de materiais: Alguns materiais utilizados, como o cádmio, podem ser tóxicos e apresentar riscos ambientais se não forem devidamente descartados ou reciclados.

Conclusão

Esses painéis são uma alternativa promissora aos painéis de silício cristalino, apresentando vantagens como flexibilidade, leveza e menor custo de produção. Assim, apesar de possuírem uma eficiência menor em comparação com os painéis convencionais, essa diferença tem diminuído com os avanços tecnológicos.

No entanto, é importante considerar as desvantagens, como a degradação ao longo do tempo e a toxicidade de alguns materiais. Portanto, a escolha entre os painéis solares de filme fino e os de silício cristalino dependerá das necessidades específicas de cada projeto e das condições locais.