O futuro radiante da energia solar fotovoltaica

Nos últimos trinta anos, os sistemas fotovoltaicos tiveram um aumento enorme de eficiência e de redução de custos de produção.

Após um período em que o crescimento do mercado da energia fotovoltaica foi estimulado através de tarifas bonificadas, esta tecnologia atingiu um nível de maturação que lhe permite competir em custo com as chamadas energias convencionais (i.e.: centrais a carvão ou a gás), prevendo-se que num futuro próximo a energia solar elétrica seja aquela com maior crescimento de capacidade instalada a nível mundial.

Até agora, o crescimento do mercado fotovoltaico tem-se baseado nas tecnologias de silício cristalino, material extremamente abundante e com um elevado nível de maturidade tecnológica. Hoje os painéis de silício são aqueles que permitem obter os preços mais baixos de energia fotovoltaica, mas estão perto de atingir o seu limite de eficiência. Para continuar a aumentar a eficiência desta tecnologia é necessário utilizar novos conceitos de célula solar, assim surgiu o conceito de células de multijunção.

As células de multijunção são células solares formadas por várias camadas de células de diferentes materiais, em que cada uma destas camadas é especializada em absorver uma parte do espectro solar. Desta forma, é possível atingir eficiências muito superiores às que se conseguem com uma célula solar convencional.

Atualmente, um dos grandes desafios da tecnologia fotovoltaica é a produção de dispositivos baseados em células de multijunção a um preço competitivo. Uma das estratégias mais promissoras é a utilização de silício cristalino na produção de células de multijunção, procurando deste modo juntar a elevada competitividade das células de silício à elevada eficiência das células de multijunção.

Nas últimas décadas, Portugal tem feito uma aposta consistente na investigação científica na área do solar fotovoltaico, contando com mais de uma dezena de grupos de investigação a desenvolver trabalho nas mais diversas vertentes desta área. A comunidade fotovoltaica portuguesa está organizada através da rede PV@pt que congrega os diferentes grupos de investigação e grupos industriais que trabalham na área.

Esta comunidade é dinâmica, cooperante entre si e está ligada aos melhores centros de investigação europeus.

Exemplo disso é o projeto de investigação TaCIt (1) recentemente financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, do qual sou o investigador responsável. O foco principal deste projeto é o melhoramento do desempenho ótico das células de multijunção.

O foco principal deste projeto é o melhoramento do desempenho ótico das células de multijunção. As células a desenvolver neste projeto têm uma arquitetura inovadora e têm o potencial de aumentar a eficiência dos painéis fotovoltaicos para valores superiores a 30% (a eficiência mais alta de um painel fotovoltaico células convencionais é de 21%).

A energia elétrica de origem fotovoltaica terá um papel crucial na necessária transição para um paradigma energético de baixo carbono. Para além das condições naturais particularmente favoráveis para o aproveitamento desta forma de energia. Em parte, fruto do grande crescimento do sector das energias renováveis nos últimos anos, Portugal possui hoje as capacidades técnicas e científicas adequadas para que uma aposta na energia fotovoltaica possa ser bem-sucedida, faltando sobretudo as condições de mercado para concretizar os investimentos necessários neste sector.

Artigo escrito por José Silva - Investigador no Grupo de Transição Energética do Instituto D. Luiz, Faculdade de Ciências UL, Doutoramento em Física pela UL, Pós-Doutoramentos em Energia Fotovoltaica em INSA Lyon e PROMES-CNRS.

(1) - O projeto Tacit tem como parceiros o Instituto Dom Luiz, o CENIMAT- Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade Nova de Lisboa, o Laboratório Ibérico de Nanotecnologia (INL), e o Instituto de Energia Solar de Madrid como parceiro externo.