O que é célula fotovoltaica?

Vivemos em um tempo em que a energia solar fotovoltaica já se tornou comum no nosso dia a dia, e cada dia mais vem fazendo parte do dia-a-dia dos brasileiros. Mas afinal de contas, o que é uma célula fotovoltaica?

A célula fotovoltaica é um dispositivo que converte a radiação solar em energia elétrica. O conjunto de células fotovoltaicas encapsuladas, forma os módulos fotovoltaicos ou, de maneira mais popular, painéis fotovoltaicos.

Imagem: Divulgação

Trata-se de dispositivos produzidos com material semicondutor que, com a utilização do efeito fotovoltaico, convertem a radiação solar (os raios solares) em energia elétrica.

As células fotovoltaicas utilizam tecnologias e materiais diferentes, possibilitando a criação de uma gama de células, com características diferentes.

Mas a célula mais utilizada pelos fabricantes de painéis, é a de silício cristalino.

Células fotovoltaicas | Foto: Lena Ason/Alamy Stock Photo

Inclusive, foi essa a tecnologia desenvolvida nos anos 50 e utilizada em satélites nos anos 60. Na maioria das usinas fotovoltaicas e das casas que utilizam esse tipo de energia, serão encontrados painéis solares com células de silício cristalino. Sobretudo do tipo policristalino.

Como funciona a célula fotovoltaica?

A célula fotovoltaica é essencial para todo o funcionamento de um painel, afinal, é ela que vai converter energia solar em energia elétrica. E de que maneira ocorre essa conversão?

As células fotovoltaicas geram corrente elétrica através de um fenômeno físico conhecido por “efeito fotovoltaico”. É um efeito que tem origem em semicondutores, geralmente desenvolvidos com silício.

Tudo começa quando a luz atinge alguns dos elétrons soltos dos átomos. Um material condutor é colocado dos lados positivo e negativo, formando um circuito. Assim, a energia elétrica obtida é canalizada.

A história da célula fotovoltaica

O efeito fotovoltaico aconteceu, pela primeira vez, em 1839 pelo físico francês Edmond Becquerel.

Edmond Becquerel | Foto de Gallica Digital Library

Em 1883, Charles Fritts construiu a primeira célula fotovoltaica em estado sólido. Ele encapou o semicondutor selênio com uma fina camada de ouro para formar as junções. A invenção tinha apenas 1% de eficiência.

Em 1905, Albert Einstein propôs uma nova teoria quântica da luz e explicou o processo fotoelétrico em uma de suas teses, garantindo ao físico um Prêmio Nobel de Física, em 1921.

A primeira célula fotovoltaica comercial foi lançada em 25 de Abril 1954, pelo Laboratório Bell.

A célula fotovoltaica e as missões espaciais

As células solares foram utilizadas, pela primeira vez, no satélite Vanguard em 1958, mas não como a fonte principal de energia.

Em 1959, os Estados Unidos lançaram o Explorer 6 que possuía grandes painéis solares em forma de asa, somando 9600 células solares fotovoltaicas. De lá para cá, todos os satélites utilizam a tecnologia como a principal fonte de energia.

No início de 1990 a tecnologia utilizada nas células fotovoltaicas que chegavam ao espaço mudou do silício cristalino para materiais semicondutores à base de arsenieto de gálio.

Estação solar com painéis | Foto: Site da Nasa

A célula fotovoltaica nos dias de hoje

Hoje, o custo dos painéis solares é baixo o suficiente para torná-lo uma solução viável em sua residência.

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