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2023-09-22
O desenvolvimento da tecnologia de módulos fotovoltaicos remonta ao final do século XIX, quando os físicos descobriram que certos materiais podiam converter a luz solar em eletricidade.Com o tempo, os pesquisadores dominaram as técnicas de fabricação de células solares e estão constantemente melhorando e otimizando o design e o desempenho dessas células.Este artigo descreverá em pormenor a história de desenvolvimento da tecnologia de módulos fotovoltaicos.
Célula solar de primeira geração (1954)
A primeira geração de células solares foi inventada por pesquisadores dos Bell Labs em 1954.Este tipo de célula é feito de material de silício e é chamado de célula solar de silício monocristalino.A eficiência deste tipo de bateria é muito baixa, apenas cerca de 6%, mas abre o caminho para a investigação e desenvolvimento de células solares.
Células solares de segunda geração (1970s)
As células solares de segunda geração são feitas usando silício policristalino e são chamadas de células solares de silício policristalino.Essas células são mais baratas do que as células solares de silício monocristalino e apresentam uma eficiência melhorada, atingindo cerca de 10%.
Em meados da década de 1970, os pesquisadores começaram a estudar o uso de materiais semicondutores compostos para criar células solares.Este tipo de célula é chamado de célula solar de alta eficiência porque é mais eficiente do que as células solares de silício policristalino.Uma das células solares de semicondutores compostos é a célula solar de arsenieto de gálio, que tem uma eficiência superior a 20%.
Células solares de terceira geração (1990s)
A pesquisa sobre células solares de terceira geração começou em meados da década de 1990.Este tipo de célula solar utiliza uma maior variedade de materiais, incluindo materiais orgânicos, células solares sensíveis a corantes e células solares de perovskita.
As células solares orgânicas usam polímeros orgânicos como materiais semicondutores.No entanto, a eficiência das células solares orgânicas é muito baixa, apenas cerca de 3%.
As células solares sensíveis aos corantes (DSSC) usam moléculas de corante para converter a luz em eletricidade.Este tipo de célula solar é mais eficiente do que as células solares orgânicas e pode atingir cerca de 10%.O DSSC tem baixo custo e processo de produção simples, tornando-o adequado para uso em produção em larga escala.
As células solares de perovskita são uma das células solares de terceira geração mais promissoras.Utiliza materiais de perovskita como semicondutores e pode atingir uma maior eficiência, que atualmente excede 20%.Este tipo de bateria é mais barato de fabricar e tem maior estabilidade e durabilidade.
Células solares de quarta geração (início do século XXI)
A célula solar de quarta geração é a mais recente tecnologia de célula solar e a mais promissora.Os tipos de materiais das células solares de quarta geração são mais diversos, incluindo materiais orgânicos, materiais inorgânicos e materiais híbridos.
As células solares híbridas orgânico-inorgânicas (HIBC) são uma tecnologia importante na quarta geração de células solares.A bateria utiliza uma mistura de materiais orgânicos e inorgânicos para alcançar uma combinação de alta eficiência e longa vida útil.A eficiência das células solares HIBC ultrapassou 15%, e o custo de fabrico é baixo, tornando-as adequadas para utilização em produção em massa.
Além das células solares HIBC, as células solares de quarta geração também incluem células solares de pontos quânticos, células solares de nanofios, células solares de grafeno, etc.Estas tecnologias estão ainda em fase de investigação e desenvolvimento, mas já demonstraram uma elevada eficiência e potencial.
Resumo
Com o tempo, a eficiência e o custo das células solares melhoraram gradualmente e surgiu uma maior variedade de tecnologias de células solares.A eficiência das células solares de primeira geração foi de apenas 6%, enquanto a eficiência das células solares de quarta geração ultrapassou 15%.No futuro, com o desenvolvimento contínuo e a otimização da tecnologia de células solares, o custo da energia solar continuará a diminuir.e a sua posição na indústria energética será cada vez mais importante.
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