É possível que um dia o mundo possa ser completamente dependente da energia solar? Para responder a essa pergunta, primeiro precisamos examinar como os painéis solares funcionam.

Os painéis solares (também conhecidos como módulos fotovoltaicos) são o componente central do sistema de energia solar. Ele influencia diretamente a eficiência energética da usina de energia solar. Um único painel solar consiste em muitas pequenas células fotovoltaicas. Cada célula é feita de silício cristalino, que pode funcionar como um semicondutor. Quando os painéis solares são expostos à luz solar, eles convertem a energia solar em eletricidade.

Os painéis solares consistem em unidades menores chamadas células solares. As células solares convencionais são feitas de silício. É um semicondutor que é o segundo elemento mais abundante na Terra. Uma célula solar é colocada entre camadas condutoras. Cada átomo de silício está conectado aos seus vizinhos por quatro ligações fortes que mantêm os elétrons no lugar para que nenhuma corrente possa fluir. Qual é a chave? Uma célula solar de silício tem duas camadas diferentes de silício, o silício tipo N tem elétrons extras e o silício tipo P tem espaços extras para elétrons, chamados buracos. Onde os dois tipos de silício se encontram, os elétrons podem vagar pela junção P/N, deixando uma carga positiva de um lado e criando uma carga negativa do outro.

Você pode pensar na luz como o fluxo de pequenas partículas chamadas fótons, saindo do sol. Quando um desses fótons atinge as células de silício com energia suficiente, ele pode tirar um elétron de sua ligação, deixando um buraco. Os elétrons carregados negativamente e a localização dos buracos carregados positivamente agora estão livres para se movimentar. Mas por causa do campo elétrico na junção P/N, eles só vão em uma direção. O elétron é atraído para o lado N, enquanto o buraco é atraído para o lado P. Os elétrons móveis são coletados por dedos finos de metal no topo da célula. A partir daí, eles fluem através de um circuito externo, realizando trabalho elétrico, como alimentar uma lâmpada, antes de retornar pela folha de alumínio condutora na parte traseira. Cada célula de silício produz apenas meio volt, mas você pode juntá-las em módulos para fornecer mais energia.

Você pode ler mais sobre as especificidades de como os painéis solares funcionam nesta postagem do blog, se quiser saber mais.

Atualmente, existem três tipos de painéis solares em comum de acordo com as células fotovoltaicas: painéis solares monocristalinos, módulos fotovoltaicos policristalinos e painéis solares de película fina.

Um painel fotovoltaico monocristalino é feito de hastes de silício monocristalino de alta pureza, que são amplamente utilizadas na indústria fotovoltaica e possuem uma alta taxa de conversão fotoelétrica; os quatro cantos das células fotovoltaicas monocristalinas são arredondados e sua cor é quase preta; além disso, os ofícios de células monocristalinas são mais complexos e, portanto, o custo é maior.

Módulos fotovoltaicos policristalinos componentes de células solares policristalinas dispostas em várias configurações em série e em paralelo. Os quatro cantos das células fotovoltaicas são quadrados. Além disso, é de cor azul celeste e o custo do painel solar poli é menor em comparação com os painéis mono.

O painel solar de filme fino é feito de filmes finos de semicondutores depositados em vidro, plástico ou metal. Os filmes são incrivelmente finos, muitas vezes 20 vezes mais finos do que os wafers de c-Si. Isso torna os painéis solares de película fina flexíveis e leves. Possui alta eficiência de energia em determinadas situações, como sob sombreamento ou alta temperatura.

A energia solar está ficando melhor, mais barata e competindo com a eletricidade da rede. E inovações, como as células Topcon e as células HJT, podem trazer um futuro melhor para os painéis solares.