O princípio de funcionamento do módulo solar é permitir que os fótons (partículas de luz) da luz solar eliminem os elétrons dos átomos. O silício em si não pode transportar corrente, razão pela qual o silício encontrado nas partículas solares é impuro e combinado com o fósforo. Quando combinados com o fósforo, os elétrons podem se deslocar livremente para carregar cargas. Este processo de adição de impurezas é denominado dopagem.

O resultado é o chamado silício tipo N e sua descoberta na superfície do Painéis solares fotovoltaicos . Sob a camada de silício tipo N, o lado oposto de seu espelho é: silício tipo P. O tipo P usa impurezas de elementos como gálio ou boro, o que significa que o material tem espaço para outros elétrons. Isso cria um campo eletromagnético onde a camada superior de silício tipo N é negativa e o silício tipo P é positivo. Os elétrons escapam dos átomos na camada tipo N e se movem em direção à camada tipo p para preencher o espaço eletrônico vazio. O fluxo de elétrons produz eletricidade.

Quais são os componentes de painel solar mono?

Os painéis solares são feitos de camadas de silício. O silício forma uma estrutura de cristal dura e frágil e é o segundo elemento mais abundante na Terra. Este material semicondutor pode ser cultivado, e os cientistas cultivam silício em um tubo como um cristal único e uniforme. Em seguida, eles desenrolaram o tubo e cortaram a folha em "wafers" para torná-los o mais finos possível. A eficiência da maioria dos painéis solares está entre 10% e 20%. Há dez anos, o nível de eficiência dos painéis solares era de cerca de 13%. Em 2019, aumentou para 20%. Devido à natureza do silício, o limite superior do silício é de 29%.

Para que as células solares futuras substituam as células solares existentes, elas devem ser capazes de capturar mais luz, converter luz em energia de forma mais eficiente e ser mais baratas do que os designs existentes.
A primeira opção para melhorar as células solares é adicionar hardware para que possam capturar mais luz, o que significa que não precisamos abandonar o design atual da célula solar. Equipamentos eletrônicos podem ser instalados na célula solar para que a célula solar possa rastrear o sol quando ele se move no céu durante o dia. Se a célula solar estiver sempre apontada para o sol, isso permitirá que mais luz incida sobre a célula solar, o que pode gerar mais eletricidade. O design atual de dispositivos eletrônicos que podem desempenhar essa função é um desafio constante, mas as inovações nesta área continuam. Ou, em vez de mover as células solares, podemos instalar espelhos para focalizar a luz em células solares menores e mais baratas.

Outra forma de melhorar o desempenho das células solares é determinar sua eficiência. As células solares com mais de uma camada de material de captura de luz podem capturar mais luz. Recentemente, uma célula solar de quatro camadas testada em laboratório pode capturar luz com uma eficiência de 46%. Essas células ainda são muito caras e difíceis de produzir para uso comercial, mas pesquisas em andamento podem tornar essas células ultraeficientes o novo padrão.

A alternativa para aumentar a eficiência é simplesmente reduzir custos. Embora tenha se tornado mais barato há décadas, ainda contribui muito para o custo da instalação de células solares. Ao usar células solares mais finas, os custos de material são reduzidos. Os pesquisadores criaram uma célula solar flexível ultrafina com espessura de 1,3 mícron - cerca de 1/100 da largura de um cabelo humano e 30 vezes mais larga do que papel de escritório. Pode ser colocado sobre bolhas de sabão e é tão eficiente quanto o vidro comum. Célula solar. Como as baterias com múltiplas camadas, as células solares de película fina são um pouco complicadas de fabricar, o que limita suas aplicações, mas as pesquisas estão em andamento.

Em um futuro próximo, o custo das células solares de silício pode continuar caindo, o que as tornará mais acessíveis a mais pessoas no futuro, especialmente nos países em desenvolvimento. Nos Estados Unidos, as reduções de custos devem aumentar a geração de energia solar em 500% até 2050. Em teoria, como sabemos, para abastecer o mundo, precisamos de 4.000.000 de metros quadrados de células solares. Dessa perspectiva, o Deserto do Saara cobre uma área de 3.600.000 metros quadrados.

A energia solar tem um grande potencial, e a maioria dos países que ainda carecem de eletricidade são países quentes e ensolarados. Para esses países, a adaptação à energia solar será mais eficaz, mais segura e mais limpa do que o querosene. No entanto, devido à falta de luz solar contínua durante o dia, é improvável que vejamos os países europeus totalmente dependentes da energia solar.