O recorde europeu, 37,6%, foi atingido com uma célula fotovoltaica (PV), com multijunções de alguns milímetros de diâmetro, constituída de semicondutores III-V e submetida a uma irradiação solar concentrada 1.700 vezes.

Para o modo PV no seu conjunto, um rendimento de 28,5% foi atingido em condições reais, em Friburgo, ou seja: o melhor rendimento do ISE (Instituto de Sistemas Energéticos) até o momento. Conforme Andréas Bett, Diretor do Departamento de Materiais, Células PV e Tecnologia, do ISE, rendimentos de 45% para as células e de 35% para os módulos estavam sendo esperados para os próximos anos.

A célula multijunções surge como uma superposição de três tipos de células PV (Fosfeto de de Gálio-Ìndio/Arseneto de Gálio-Índio/Germânio) que convertem diferentes regiões do espectro solar, visando uma otimização do rendimento.

Na origem do recorde: progressos decisivos na área dos materiais que permitiram um funcionamento confiável das células, mesmo submetidas a uma intensidade luminosa extremamente elevada. "Em particular, a qualidade dos diodos de efeito túnel, de apenas 30 nm de espessura, que religam as três células entre si, desempenham um papel determinante", menciona o Dr. Frank Dimroth, chefe do grupo de trabalho "Epitaxia III-V- e Células PV", do ISE.

Célula Fotovoltaica produzida pelo Instituto Fraunhofer para trabalhar sobre intensa iluminação.

Créditos: Instituto Fraunhofer (Alemanha)

As células PV com multijunções são constituídas de cerca de 30 camadas elementares de ligas semicondutoras III-V, que devem todas apresentar uma alta qualidade cristalina. Para a elaboração dessas estruturas complexas, os pesquisadores do ISE recorreram a uma grande instalação da empresa Aixtron (em Aix-la-Chapelle, França) capaz de realizar epitaxia metalorgânica em fase gasosa. "Como realizamos nossas pesquisas em instalações de produção industrial, estamos prontos para transferir nossos resultados ao mercado em apenas alguns meses, com a ajuda de nossa parceira AZUR SPACE", se regozija M. Dimroth.

"No Instituto ISE, trabalhamos intensamente há mais de dez anos no desenvolvimento de células multijunções destinadas a ser integradas nos sistemas com concentração solar, porque, de longe, essa tecnologia promete os maiores rendimentos para a conversão da luz em energia", continua ele. E o Prof. Eicke Webwe, Diretor do ISE, destaca: "Considero essa tecnologia como particularmente promissora para os países com muito sol".

Performance da célula fotovoltaica produzida pelo Instituto Fraunhofer (Nos eixos, concentração de luz e rendimento de conversão em %).

Até o presente, o fotovoltaico baseado em concentração era quase que reservado apenas às aplicações espaciais. Os desenvolvimentos em curso tornam atualmente possível sua utilização terrestre. Já os sistemas PV baseados em concentração, instalados na Espanha, produzem duas vezes mais eletricidade por unidade de superfície que sistemas PV convencionais à base de silício. Mas, para que essa tecnologia venha a se tornar competitiva, os custos devem ainda baixar.

Os trabalhos de pesquisa que conduziram ao recorde europeu foram submetidos no âmbito do projeto europeu "Fullspectrum". Quanto aos trabalhos de pesquisa do ISE sobre sistemas fotovoltaicos baseados em concentração são financiados pelo Ministério Federal do Meio Ambiente (BMU), no âmbito do projeto "ProkonPv".

Enerzine, 10 de julho, 2008 (Tradução - MIA).

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