A Lei de Redução da Inflação de 2022 (IRA) impulsionou ainda mais a expansão da energia fotovoltaica de CdTe ao incentivar o fabrico nacional de painéis fotovoltaicos e, com a incerteza em torno das tarifas globais de importação, é provável que a produção de energia fotovoltaica de CdTe nos EUA cresça ainda mais.
Apesar das suas vantagens, a tecnologia fotovoltaica de CdTe enfrenta alguns desafios. A principal preocupação é a escassez de telúrio, um elemento raro crucial para as células solares de CdTe. Futuras crises podem levar à volatilidade dos preços e restringir a capacidade de produção. A produção de telúrio refinado em 2023 aumentou em relação às 584 toneladas métricas produzidas em 2022, e a procura continua a crescer devido à sua utilização nos mercados fotovoltaico e termoelétrico em expansão. Em resposta, a First Solar lançou uma iniciativa global de reciclagem para recuperar 90% dos materiais de módulos utilizados, incluindo as camadas absorventes de CdTe e os substratos de vidro. Embora as taxas atuais de reciclagem de telúrio permaneçam baixas devido à longa vida útil dos módulos solares, as primeiras instalações que atingirem o fim da sua vida útil a partir de 2025 provavelmente impulsionarão a oferta de telúrio secundário.
Apesar da sua longevidade e relação custo-benefício, é improvável que a tecnologia fotovoltaica de CdTe represente um desafio para a tecnologia fotovoltaica de silício em larga escala. No entanto, a IDTechEx prevê que o CdTe continuará a dominar o mercado das células solares de película fina, pelo menos até que o surgimento de uma nova tecnologia promissora comece a mudar o panorama.
A tecnologia fotovoltaica de perovskita impulsionará o mercado de energia solar de película fina e competirá com a tecnologia fotovoltaica de CdTe
A tecnologia fotovoltaica de perovskita é uma tecnologia solar de película fina emergente que tem gerado um grande interesse no meio académico e na indústria. Esta tecnologia opera de forma semelhante às tecnologias fotovoltaicas de CdTe e silício, mas utiliza um semicondutor à base de perovskita como camada ativa. As perovskitas são uma classe de materiais com estrutura cristalina cúbica ABX3. Nas perovskitas semicondutoras, o sítio A contém grandes catiões orgânicos (como o metilamónio ou o formamidinium), o sítio B contém chumbo ou estanho e o sítio X é composto por iões haleto.
O fabrico de células solares de perovskita é compatível com processos de deposição folha a folha e rolo a rolo, permitindo uma produção escalável e automatizada, o que é muito atrativo do ponto de vista financeiro. A síntese da perovskita também requer matérias-primas relativamente abundantes e baratas, o que contribui para custos de fabrico significativamente mais baixos. A IDTechEx prevê que, até ao final da década, o custo das células fotovoltaicas de perovskita será consideravelmente inferior ao de outras tecnologias alternativas de película fina, bem como ao das células fotovoltaicas de silício, acelerando a sua adoção comercial.
Além das células de perovskita de junção única, os investigadores estão a explorar arquiteturas de dispositivos em tandem para aumentar ainda mais os níveis de eficiência. As tecnologias de junção única, como o silício, o CdTe ou outros filmes finos alternativos, estão a aproximar-se de um limite teórico de eficiência de cerca de 30%. Para ultrapassar esta limitação, as perovskitas podem ser integradas noutros materiais solares para criar células de múltiplas junções, que podem atingir eficiências teóricas de até 43%. Entre as tecnologias em tandem mais promissoras que atraem interesse comercial estão as células fotovoltaicas de perovskita/silício e de perovskita pura. A natureza das células fotovoltaicas de perovskita significa que o seu impacto nas propriedades mecânicas globais do dispositivo solar subjacente é mínimo.
A tecnologia fotovoltaica de perovskita está a entrar nos estágios iniciais de comercialização, e muitos participantes do setor reconhecem-na como o próximo grande avanço na tecnologia solar. O ritmo acelerado da inovação, o aumento dos investimentos e a expansão prevista do mercado das células fotovoltaicas de perovskita estão a contribuir para o crescimento do setor da energia solar de película fina. A IDTechEx prevê que, até 2035, as células fotovoltaicas de perovskita representem mais de 40% de todas as instalações solares de película fina, representando uma mudança significativa no setor.
Autora: Maia Benstead, analista de tecnologia da IDTechEx
