As células solares de última geração feitas de materiais
chamados perovskitas estão chamando a atenção por seu
potencial para revolucionar a indústria solar.
O que são perovskitas?
As perovskitas são compostos facilmente sintetizados com uma estrutura cristalina ortorrômbica
(https://www.cprm.gov.br/publique/CPRM-Divulga/Sistemas-Cristalinos-1279.html?
utm_campaign=referencias&utm_medium=artigo&utm_source=coachenergiasolar.com). As células solares de
perovskita exploram lmes nos (de micrômetros) feitos desses materiais, para capturar luz.
A maioria dos painéis solares instalados em telhados de edifícios e terrenos baldios são placas de silício
cristalino. Comparadas a elas, as células solares à base de perovskita têm potencial para melhorar a
economia de instalações prediais de empresas e residências. Eciência energética e preço são os dois pontos
fortes do novo material.
Segundo Seok Sang-il, professor de energia e engenharia química do Instituto Nacional de Ulsan de Ciência e
Tecnologia:
“Os painéis solares devem receber a luz solar em um ângulo direto, ou seu
desempenho cai signicativamente. No entanto, as células solares de perovskita
podem manter seu desempenho em ângulos muito mais amplos, mesmo com a
luz do sol chegando a 10 graus, tornando-as elegíveis para instalação em paredes
de prédios ”.
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Seu grupo de pesquisa desenvolveu a célula solar de perovskita com a maior taxa de eciência do mundo de
25,17%, até outubro/2020, pelo menos.
Quanto mais eciente, mais energia solar é extraída e possível de ser utilizada.
Em comparação com as células solares à base de silício, que levaram 40 anos para melhorar sua taxa de
eciência para o nível atual de 27 por cento, desde os 15% dos anos 1980, demorou menos de 10 anos para as
células solares de perovskita aumentarem suas taxas de eciência para os valores atuais, em relação ao que
se vericava em 2010, de apenas 10%, analista da Hyundai Motor Securities Kang Dong-jin.
O analista acrescentou que as células solares de perovskita, embora 100 vezes a 200 vezes mais nas do que
as células solares à base de silício, podem absorver a mesma quantidade de luz solar, tornando-as leves e
exíveis.
Em termos de processo de fabricação, as células solares à base de silício requerem temperaturas mais altas –
acima de 1.000 graus Celsius – enquanto as células solares de perovskita podem ser fabricadas entre 150 e
200 graus Celsius, o que se traduz em um corte signicativo nos custos de fabricação.
Condições Climáticas e os problemas das Placas de
Perovskita
O motivo pelo qual as células solares de perovskita ainda não foram comercializadas é porque os principais
problemas tecnológicos não foram resolvidos.
“As células solares de perovskita são suscetíveis à umidade e ao calor, mas esforços estão sendo feitos para
lidar com as fraquezas sintetizando perovskitas com diferentes compostos, embora haja uma desvantagem
de menor taxa de eciência”, disse o analista Chun Woo-je da Heungkuk Securities.
De acordo com o professor Seok, é provável que esses desaos sejam enfrentados em três a quatro anos, já
que uma extensa pesquisa está em andamento em todo o mundo, com mais de 3.000 artigos sobre células
solares de perovskita (https://scholar.google.com/scholar?hl=ptBR&as_sdt=0%2C5&q=perovskite+solar+cell&btnG=&oq=perovskite) lançando-se anualmente.
No entanto, mesmo se esses desaos forem resolvidos, introduzir células solares de perovskita para
proprietários de edifícios pode ser uma história completamente diferente.
“Temos realizado reuniões com muitas empresas interessadas em nossos materiais de perovskita, mas os
investimentos reais não foram feitos. As empresas coreanas hesitam porque, se lançarem um negócio de
materiais perovskita, acabarão tendo que competir com as empresas chinesas em termos de competitividade
de preço ”, disse o professor Seok.
De 2018 a 2020, três grandes fabricantes coreanos de polissilício – OCI, Hanwha e Hankook Silicon – desistiram
ou suspenderam seus negócios de polissilício para células solares em um jogo de frango com empresas
chinesas que criaram um excesso de oferta de matéria-prima. Isso deixou um precedente para as empresas
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coreanas de que a fabricação de matérias-primas de células solares é um jogo perdedor, incluindo materiais
de perovskita, explicou o professor.
O preço do polissilício, que era de US $ 400 por quilo em 2008, caiu para US $ 14,50 em 2015 e caiu ainda mais
para US $ 10,40 em 2018. No ano passado, o preço caiu ainda mais, para US $ 8,40. Em fevereiro, o preço
estava em US $ 7,10, de acordo com dados do PV InfoLink.
Além disso, resta saber se a liderança da Coreia em tecnologia de perovskita realmente garantirá uma
liderança no mercado.
“Mesmo agora, as empresas coreanas de energia solar têm uma vantagem tecnológica sobre as empresas
chinesas, mas as empresas chinesas estão dominando o mercado global com seu tamanho. Não há garantia
de que o mesmo não acontecerá com o futuro mercado de células solares de perovskita ”, acrescentou o
professor.
De acordo com o Export-Import Bank of Korea, a China comandava 64 por cento, 92 por cento, 85 por cento e
80 por cento dos mercados globais de polissilício, lingote e wafer, célula e módulo, respectivamente, a partir
de 2018.
Células TANDEM: Uma terceira via para Células de Perovskita
Como pular direto para o negócio de perovskita apresenta riscos elevados, as principais empresas coreanas
de energia solar, como Hanwha Q Cells, estão desenvolvendo células tandem, um híbrido de células solares
convencionais e células solares de perovskita.
Quando uma camada de perovskita é colocada no topo de uma célula solar de silício, ela se torna uma célula
solar tandem.
Enquanto as células solares de perovskita absorvem um comprimento de onda menor da luz azul, as
baseadas em silício absorvem um comprimento de onda maior da luz vermelha. Essa diferença na
profundidade de absorção permite que as células em tandem maximizem sua taxa de eciência.
“Em teoria, a taxa máxima de eciência das células solares à base de silício é de 29%. No entanto, as células
em tandem podem atingir até 44 por cento ”, disse um funcionário da Hanwha Q Cells. Hanwha Q Cells, que se
manteve como o sexto fabricante de módulos solares líder em vendas no ano passado, pretende produzir
células tandem em massa a partir de 2023 ou 2024.
Por que a Hanwha planeja fabricar células solares híbridas em tandem, mas não células solares de perovskita
independentes que são teoricamente mais nos e baratos, o funcionário apontou para o minúsculo mercado
interno.
Como a comercialização de células solares de perovskita deve levar vários anos, a Shinsung E&G, outra
empresa coreana de energia solar atualmente desenvolvendo células tandem, introduziu painéis solares à
base de silício com cores diferentes para combinar com a cor do edifício.
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