A perovskita solar torna-se comercial à medida que os ganhos de rendimento se alinham com as forças do mercado

2 de fevereiro - Uma rápida expansão da capacidade solar nos próximos anos ajudará a lançar tecnologias solares de perovskita comerciais.

Os EUA e a Europa estão expandindo a capacidade de fabricação de energia solar para atender metas ambiciosas de energia renovável e reforçar a segurança energética. O apoio financeiro da Lei de Redução da Inflação dos Estados Unidos e um novo pacote de medidas prometidas pela União Européia no mês passado devem ajudar os desenvolvedores de perovskita a passarem de fábricas em escala piloto para fábricas em escala comercial.

GRÁFICO: Previsão anual de instalações solares na União Europeia

O fornecimento global de módulos é atualmente dominado pela tecnologia estabelecida de wafer de silício monocristalino, mas o desempenho das células baseadas em silício está se aproximando de seu limite teórico e as tecnologias de perovskita melhoraram rapidamente.

Os materiais de perovskita têm uma estrutura cristalina e oferecem forte absorção de luz e propriedades de carga elétrica. Como os desenvolvedores solares buscam maior eficiência e menor custo de energia, as células em tandem que combinam silício com perovskita são amplamente consideradas como o próximo passo.

As células tandem combinam uma célula solar particularmente eficiente na parte infravermelha do espectro solar com outra otimizada na faixa azul e ultravioleta (UV). O limite teórico de conversão para células de silício é de cerca de 29% e células tandem de silício-perovskita podem aumentar para 43%.

A Oxford PV planeja o lançamento comercial de sua célula tandem de perovskita sobre silício este ano, prevendo uma eficiência de conversão de 27% e um rendimento energético de 24%, em comparação com um rendimento de cerca de 20% a 22% para a maioria dos painéis de silício atualmente no mercado.

A empresa planeja expandir sua fábrica piloto perto de Berlim, na Alemanha, e aumentar a produção para 10 GW até o final da década.

Na França, o instituto solar IPVF fez parceria com o fabricante francês Voltec Solar para construir uma fábrica de painéis solares que produzirá células Tandem 4T Perovskita/Silicon. Os parceiros pretendem iniciar a produção em 2025 e aumentar a capacidade para 5 GW até 2030.

O projeto visa reduzir o custo da energia em 15% em comparação com os atuais painéis de silício, disse Gregory Marque, diretor de programas do IPVF, à Reuters Events. O instituto prevê rendimentos de energia de 30%, bem como menor consumo de energia e requisitos de materiais.

"A tecnologia tandem será a tecnologia fotovoltaica dominante da próxima década", disse Lucas Weiss, CEO da Voltec Solar, em comunicado. "É provável que mude o cenário competitivo."

Custos mais baixos

As principais vantagens de incorporar a tecnologia de perovskita são maiores rendimentos de energia, maior transportabilidade e menor pegada de carbono, dizem os fabricantes.

Eficiências de células mais altas aumentam a potência nominal do módulo, diminuindo o número de módulos necessários para a mesma capacidade da planta e reduzindo a instalação e o equilíbrio dos custos do sistema.

As camadas de perovskita também são muito mais finas do que os designs de silício e usam cerca de 100 vezes menos materiais, disse Marque.

Além disso, o material pode ser processado a uma temperatura mais baixa e em estado líquido, permitindo "economia de energia e emissões, bem como um revestimento mais fácil de superfícies", de acordo com Shankar G. Sridhara, diretor de tecnologia da fabricante de painéis REC Group.

Os conceitos de perovskita resultarão em painéis mais leves e flexíveis que podem ser instalados mais facilmente em telhados e outros serviços, disse ele.

A Alemanha é o maior mercado solar da Europa e o governo identificou a energia solar nos telhados como um segmento-chave de crescimento em sua tentativa de quadruplicar a capacidade solar até 2030. Enquanto isso, o plano RePowerEU da UE, aprovado provisoriamente pelos legisladores em dezembro, exige que todos os novos edifícios residenciais, públicos e comerciais edifícios de um determinado tamanho para instalar painéis solares no telhado. Os desenvolvedores de fazendas solares maiores também estão procurando locais alternativos, como minas desativadas, onde serviços desiguais podem ser desafiadores.

Mais trabalho precisa ser feito para resolver os problemas de degradação, observou Sridhara.

A vida útil dos componentes afeta a economia do projeto e a degradação da perovskita é causada por umidade, oxigênio, radiação ultravioleta e altas temperaturas.