O que é uma célula solar de película fina?

Se você já utilizou uma calculadora movida a energia solar, então já viu uma célula solar baseada na tecnologia de película fina. Obviamente, a pequena célula da calculadora não é grande e pesada. A maioria tem cerca de 2,5 cm de comprimento e 0,6 cm de largura e é fina como uma lâmina. A fina espessura da célula é a característica que define essa tecnologia. Diferente das células de silício, que possuem camadas que absorvem a luz e que têm tradicionalmente a espessura de 350 mícrons, as células solares de película fina possuem camadas que absorvem a luz de apenas um mícron de espessura. Para referência, um mícron é um milionésimo de metro (1/1.000.000 m ou 1 µm).

Os fabricantes de células solares de película fina começaram a construir essas células depositando várias camadas de um material que absorve a luz - um semicondutor em um substrato que pode ser vidro revestido, metal ou plástico. Os materiais utilizados como semicondutores não precisam ser espessos, pois eles absorvem a energia solar com bastante eficiência. Como resultado, as células solares de película fina são leves, duráveis e fáceis de usar.

Existem três tipos principais de células solares de película fina, dependendo do tipo de semicondutor utilizado: silício amorfo (a-Si:H), telureto de cádmio (CdTe) e disseleneto de cobre, gálio e índio (CuInGaSe2 ou CIGS). O silício amorfo é basicamente uma versão reduzida da célula de silício tradicional. Sendo assim, o a-Si:H é bem compreendido e bastante utilizado em eletrônicos movidos a energia solar. Entretanto, ele possui algumas desvantagens.

2008 HowStuffWorks
Uma célula solar de disseleneto de cobre, gálio e índio que utiliza o vidro

Um dos maiores problemas das células solares de a-Si:H é o material utilizado como semicondutor. O silício não é sempre fácil de ser encontrado no mercado, onde a demanda geralmente excede a oferta, mas as próprias células de a-Si:H não são particularmente eficientes. Elas sofrem uma degradação significativa na saída de energia quando expostas ao sol. As células de a-Si:H mais finas superam esse problema, mas camadas mais finas também absorvem a luz do sol (apesar de com menos eficiência). Juntas, essas qualidades fazem das células de a-Si:H excelentes para aplicações em pequenas escalas, como nas calculadoras, mas menos indicadas para as aplicações em escalas maiores, como nos prédios abastecidos por energia solar.

Avanços promissores sobre as tecnologias de películas finas PV que não utilizam o silício estão começando a superar os problemas associados ao silício amorfo. Na próxima página, saberemos sobre as células solares de CdTe e CIGS.