A breve história da energia fotovoltaica

 A Energia Solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão directa da luz solar em electricidade (efeito fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz, o que pode ser usado para gerar electricidade. O semicondutor mais usado nos painéis solares é o silício cristalino de alta pureza, tal como é utilizado na área da electrónica em elementos semicondutores, ao qual são adicionadas substâncias, ditas dopantes, de modo a criar um meio adequado ao estabelecimento do efeito fotovoltaico, isto é, conversão directa da potência associada à radiação solar em potência eléctrica DC.

Mas antes de tudo isto, foi na década de 1880 que a energia eléctrica emergiu, pelos inventos de Thomas Edison, Heinrich Hertz e Nikola Tesla. Foi Thomas Edison quem criou a primeira lâmpada eléctrica comercialmente viável, em 1879, marcando assim o início da sua utilização em massa. O impacto da electricidade na história dos finais do século XIX e século XX é enorme: a gigantesca evolução tecnológica, económica e social a que o Mundo assistiu nos últimos 150 anos teria sido impossível sem o domínio da tecnologia eléctrica, da qual depende todo o sistema global no qual vivemos actualmente.

Ironicamente, a mesma electricidade está hoje no centro de uma nova revolução, na qual cada vez mais vivemos. Depois da euforia evolutiva do século XX, o século XXI terá agora de olhar para os efeitos indesejados dessa evolução, criando soluções que promovam um paradigma evolutivo mais sustentável. O maior efeito indesejado é o da emissão de gases poluentes para a atmosfera, que levou a um aquecimento do planeta com efeitos nefastos que começam a ser bem visíveis. A produção de electricidade, uma das principais responsáveis por essa emissão de gases poluentes, tem de ser repensada.

A produção de energia por meios alternativos surge como primeira resposta a esse problema. A comunidade científica internacional dedica-se há já várias décadas à pesquisa de formas de aproveitar os recursos renováveis que a Terra põe à nossa disposição: a água, o vento e o sol são os principais. É desse esforço que vêm surgindo as tecnologias de aproveitamento das energias renováveis: Os sistemas hidroeléctricos, que aproveitam o caudal dos rios, são já há muito tempo utilizados. A energia eólica, evolução tecnológica dos moinhos de vento, tem sido a grande aposta para geração de electricidade sem emissões poluentes da última década, e continuará certamente a sua evolução exponencial. A energia fotovoltaica dá passos firmes no sentido de seguir esse exemplo.

Datas importantes na história fotovoltaica.

1839 Edmund Becquerel, físico experimental francês, descobriu o efeito fotovoltaico num electrólito.

1873 Willoughby Smith descobriu o efeito fotovoltaico num material semicondutor, o Selénio.

1876 Adamse Day detectam igualmente o fenómeno no Selénio e constroem a primeira célula fotovoltaica com rendimento estimado de 1%

1883 Charles Fritts, um inventor americano, descreveu as primeiras células solares construídas a partir de camadas “wafers” de Selénio.

1887 Heinrich Hertz descobriu que a influência da radiação ultravioleta na descarga eléctrica que provoca uma faísca entre dois eléctrodos do metal.

1904 Hallwachs descobriu que umas combinações de metais eram sensíveis à luz.

1914 Nesta altura já se conhecia a existência de uma barreira de potencial em dispositivos fotovoltaicos.

1916 Millikan forneceu a prova experimental do efeito fotoeléctrico.

1918 O cientista polaco Czochralski desenvolveu um processo de crescimento de cristais de Silício (Si) a partir de um único cristal.

1923 Albert Einstein recebeu o prémio Nobel pelos trabalhos do efeito fotoeléctrico.

1940/50 Desenvolve-se o método Czochralski para obtenção de (Si) de elevado grau de pureza, sob a forma de lingote mono cristalino, para fins industriais.

1951 O desenvolvimento de uma junção n-p permitiu a produção de células a partir de um único cristal.

1954 Realização prática da primeira célula solar de Si mono cristalino (Pearson, Fuller, Chapin). Descoberta do efeito fotovoltaico no Arsenieto de Gálio (GaAs), por Welker, e em cristais de Sulfureto de Cádmio (CdS), por Reynolds e Leies.

1956 Primeiras aplicações terrestres da conversão fotovoltaica (luzes de flash, bóias de navegação, telecomunicações).

1958 Primeiras aplicações espaciais satélite VANGUARD-1 que continuaram com o satélite EXPLORER-6, a nave espacial NIMBUS. 

1964 Com um sistema de 470 Wp, o observatório ORBITING (1966) com 1 kWp e o satélite OVI-13 (1968), lançado com dois painéis de CdS.

1959 Realização das primeiras células de Si multi-cristalino.

1963 No Japão, foi instalado num farol, um sistema com 242 Wp fotovoltaicos (a maior do mundo desse tempo).

1972 Com tecnologia de células CdS, foi instalado pela França, na cidade de Niger, um sistema que alimentava uma televisão difundindo a Telescola.

1976 Fabrico das 1ªs células de Si amorfo (Carlsone Wronskida).

1981-83 Foram instalados sistemas de demonstração, vocacionados para aplicações de electrificação de edifícios, produção de água potável, etc.

1982 A produção mundial fotovoltaica ultrapassou 9,3 MW e, desde então não tem parado de crescer...

2009 Vinte homens começam a formação em energia fotovoltaica, no centro de formação de Setúbal. Turma, fotovoltaicos 001.

Emanuel Santos