O período de restrições ocasionado pela pandemia deixou bem clara a dependência que temos em relação aos países produtores de materiais para o mercado de energia solar. Quando a China tem problemas em relação à produção ou à logística, por exemplo, toda a cadeia de produção mundial é afetada.
Uma das maneiras de mitigar esse risco é encontrar formas mais eficientes de utilizar os materiais, proporcionando estoques maiores. Na produção de energia solar, uma grande revolução foi a chegada da tecnologia (PERC) .
Neste artigo, detalhamos o que é a tecnologia PERC e como ela está transformando o setor de energia solar. Confira!
Conceito de tecnologia PERC
Todos os setores da indústria vêm buscando inovação constante, utilizando tecnologias mais recentes e outras que já têm anos de existência, mas que estavam praticamente esquecidas pelo mercado, por terem sido experimentadas apenas no mundo acadêmico. Esse é o caso da tecnologia PERC, uma nova forma de produzir células fotovoltaicas que está trazendo grande transformação para o mercado de energia solar.
Essa tecnologia permite a fabricação de células mais finas que as convencionais, mas mantendo ou até aumentando sua eficiência. Por serem mais finas, a utilização de matéria-prima cai substancialmente, permitindo maior produção. Consequentemente, maior possibilidade de se prevenir com estoques adicionais, para momentos de falta de matéria-prima ou problemas de logística internacionais.
Indústria de módulos fotovoltaicos
A fabricação das células e módulos fotovoltaicos ainda esbarra em dois fatores que são muito importantes para o desempenho do setor: a quantidade excessiva de uso de matéria-prima e o grande dispêndio de energia para se fabricar os chamados wafers de silício. Mais de 90% do mercado de células fotovoltaicas utilizam o silício cristalino (c-Si).
As pastilhas de silício utilizadas na fabricação dos módulos fotovoltaicos podem resultar em pastilhas monocristalinas ou policristalinas, conforme o processo de transformação aplicado. No mercado, existem diversos tipos, como a padrão, a PERC, a half-cut cell, entre outras.
As monocristalinas se comportam melhor em clima frio. Elas absorvem melhor a radiação, mas têm menor resistência a superaquecimento. Foi a tecnologia inicial para o setor. Já as policristalinas vieram como uma evolução, dando-se melhor em clima quente, com absorção mais rápida do calor, resultando em menor risco de superaquecimento.
Evolução da indústria
Há pouco tempo, o método de fabricação dos wafers teve um grande avanço, com a mudança no método de serragem. Essa fase da fabricação passou a utilizar fios diamantados, que permitem um ganho de 50% a mais na produção, se comparado ao método tradicional.
Com espessura menor que 200 micrômetros (200 milésimos de milímetro), esses wafers tiveram um salto em sua produção, diminuindo expressivamente seu preço no mercado. Como consequência, os preços das células e módulos fotovoltaicos também caíram.
O problema é que, com uma espessura tão fina, a eficiência da conversão diminuiu, devido à elevação das taxas de recombinação de elétrons. É aí que entra a tecnologia PERC.
A inovadora tecnologia PERC
PERC significa Passivated Emitter and Rear Cell (ou Passivated Emitter Rear Cell ou Passivated Emitter Rear Contact, dependendo da fonte consultada). É uma tecnologia que existe há décadas, desenvolvida na Austrália, mais precisamente, na Universidade de South Wales. Ficou à margem da indústria, apesar de representar um ponto de virada no setor, que estava focado em melhorar os processos de fabricação atuais.
Na busca pelo aumento da eficiência das células tradicionais, a indústria se voltou para a melhoria dos processos, e novas tecnologias acabaram não sendo o foco. Porém, a alta demanda e competitividade no setor fez com que outras opções entrassem no radar, voltando a PERC a ser uma das opções, tornando-se a tecnologia da vez no mercado.
Como funciona
Nessa tecnologia, o termo passivação (passivated) significa utilizar uma camada a mais em relação às tradicionais. Essa camada é refletiva, o que ocasiona a maximização da radiação, ficando a perda de energia com uma margem menor.
Feita com material dielétrico passivo, é aplicada entre a camada de alumínio e a camada de silício. Como essa camada impede que os elétrons penetrem na de alumínio, isso ocasiona uma melhor circulação entre a base e as demais camadas.
Utilização de ondas longas
O processo de absorção da luz para se transformar em energia elétrica considera o comprimento da onda eletromagnética, que é a luz em si. A penetração dessa onda na célula é diferente, dependendo desse comprimento.
Se ela for curta, penetra apenas na camada emissora, gerando a corrente elétrica com eficiência. Mas se for longa, ela penetra nas demais camadas, que não absorvem essa energia, ocasionando perda energética. A tecnologia PERC resolve isso, pois consegue absorver energia mesmo quando o comprimento da onda é alto, devido à sua camada de passivação.
Uma característica importante da PERC é que o material dielétrico faz o bloqueio da luz por meio da camada inferior da célula, possibilitando acumular elétrons entre a base e a emissora. É isso que permite a utilização de ondas longas, e não só das curtas, como nas células padrão.
Com essa camada extra, era de se esperar que o preço dos módulos fotovoltaicos aumentasse consideravelmente, o que não ocorreu. Isso foi possível porque os módulos feitos com a tecnologia PERC mantêm a mesma estrutura que os demais existentes no mercado.
Isso permite a utilização da mesma linha de produção, adicionando alguns pontos a mais no processo de fabricação, sem fazer alterações na linha de montagem.
Inovação para tornar o planeta mais sustentável
Todos os setores da economia vêm buscando alternativas para solucionar os problemas relacionados às alterações climáticas que o planeta vem enfrentando. O setor de energia renovável, especificamente, o de geração de energia solar, também acompanha essa tendência.
A tecnologia PERC, aliada à de serragem com fios diamantados, chegou ao mercado para contribuir nesse sentido, trazendo mais eficiência na captação e transformação de luz solar em energia. Isso ocasionará uma economia significativa no consumo de recursos na indústria.
A utilização da energia solar em grande escala é uma possibilidade que pode se tornar realidade dentro de alguns anos. Para isso, a evolução da indústria, tanto em processos quanto em materiais e componentes — como vimos a partir da chegada da tecnologia PERC — tem que ser contínua, com o apoio acadêmico, governamental e da iniciativa privada.
A HCC Energia Solar emprega sempre tecnologia de ponta para que seus clientes tenham o maior padrão de qualidade possível em seus projetos de energia solar. Caso você tenha interesse em soluções utilizando a tecnologia PERC, não perca tempo. Entre em contato conosco e teremos o maior prazer em realizar um projeto com você!
