As células solares de película fina são um tipo de célula fotovoltaica (PV) que usa camadas finas de material semicondutor em vez das pastilhas de silício mais espessas e caras usadas nas células solares convencionais. Isso os torna muito mais leves, flexíveis e de produção mais barata.
As células solares de película fina são feitas depositando finas camadas de material semicondutor em um substrato, como vidro, metal ou plástico. O material semicondutor é geralmente um dos seguintes:
* Telureto de cádmio (CdTe)
* Seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS)
* Silício amorfo (a-Si)
Esses materiais são escolhidos porque possuem um alto coeficiente de absorção, o que significa que podem absorver muita energia luminosa mesmo em camadas finas.
O processo de deposição do material semicondutor no substrato é denominado deposição de filme fino. Existem várias técnicas diferentes de deposição de filmes finos, incluindo:
* Evaporação
* Sputtering
* Deposição química de vapor (CVD)
* Epitaxia por feixe molecular (MBE)
Uma vez que o material semicondutor tenha sido depositado no substrato, ele é normalmente revestido com um condutor transparente, como o óxido de índio e estanho (ITO). Esta camada ajuda a coletar a corrente elétrica gerada pela célula solar.
As células solares de película fina são normalmente mais eficientes do que as células solares convencionais de silício em condições de pouca luz. Isso ocorre porque as finas camadas de material semicondutor absorvem a luz com mais eficiência do que as pastilhas mais espessas usadas nas células solares convencionais.
No entanto, as células solares de película fina também são menos eficientes do que as células solares convencionais de silício em condições de alta luminosidade. Isso ocorre porque as finas camadas de material semicondutor podem ficar muito quentes e perder eficiência.
No geral, as células solares de película fina oferecem uma série de vantagens em relação às células solares convencionais de silício, incluindo:
* Menor custo
* Peso mais leve
*Mais flexibilidade
* Melhor desempenho em condições de pouca luz
Essas vantagens tornam as células solares de película fina uma tecnologia promissora para futuras aplicações de energia solar.
Aqui está uma explicação mais detalhada de como funcionam as células solares de película fina:
1.
A luz atinge o material semicondutor. O material semicondutor é composto de duas camadas:uma camada com carga positiva e uma camada com carga negativa.
2.
A energia luminosa cria um par elétron-buraco. O par elétron-buraco consiste em um elétron que é expulso de sua órbita e um buraco que permanece em seu lugar.
3.
O elétron e o buraco se movem em direções opostas. O elétron se move em direção à camada carregada positivamente e o buraco se move em direção à camada carregada negativamente.
4.
O elétron e o buraco alcançam os eletrodos. O elétron e o buraco chegam aos eletrodos, que estão conectados a um circuito externo.
5.
O elétron e o buraco se recombinam. O elétron e o buraco se recombinam e a energia elétrica é liberada como eletricidade.
Este processo é repetido inúmeras vezes à medida que a luz atinge o material semicondutor, criando uma corrente elétrica.