Due to the scarcity and environmental damage related to the use of energy sources such as oil, coal, water resources and the risk of accidents related to nuclear energy, as in Fukushima in Japan, one of the research areas on the rise, now is the solar energy. According to Hiroshi Segawa, doctor professor at the University of Tokyo, there is an urgent need to search for new sources of energy (renewable) including the Japan and other countries, the solar photovoltaics would be an alternative. Photovoltaic solar cells convert light energy from the sun into electrical energy and represent an excellent alternative as a renewable energy source for many countries because it does not pollute and do not degrade the ecosystem, also being recognized as an inexhaustible source of energy in Earth's time scale. Among the various types of solar cells are solar cells dye-sensitized, DSSC ( Dye Sensitized Solar Cells), which have attracted the interest of researchers in the field because they have the possibility of power generation at low cost and thickness about 1000 times smaller than a silicon cell. For this technology to gain market competitiveness, however, it is necessary to increase efficiency, which is not equivalent to the efficiency of conventional silicon cells. Thus, this research proposal is based on the Study and optimization of the solar cell efficiency dye-sensitized through the study of development and use of new natural and artificial colors and different types of electrode. Keywords: Solar Energy, DSSC Technology.

1. TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
O FUTURO DA ENERGIA ALTERNATIVA:
CELULAS FOTOVOLTAICAS,
NOVAS TECNOLOGIAS
E APLICAÇÕES
Discente: Thomas Brum Castro de Linhares
Orientador: Prof. Msc. Regis Eugênio dos Santos
MARÍLIA - SP
2016
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2. OBJETIVO
• O presente trabalho tem o objetivo de abordar e justificar que a
energia solar é a fonte de energia mais promissora para o futuro da
humanidade, além de ser limpa e sustentável.
• Iremos também, citar os novos tipos de células fotovoltaicas que
estão em P&D e que utilizam outros tipos de materiais em sua
composição, além de não possuir limites de eficiência como as
células anteriores já desenvolvidas.
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MARÍLIA - SP
2016

3. MATERIAIS E MÉTODOS
• Para realização do trabalho foram feitos vários estudos com
pesquisas de várias bibliografias e artigos técnicos relacionados à
geração de energia fotovoltaica e materiais disponíveis. Foram
pesquisados sistemas existentes no Brasil e em outros países e as
atuais e futuras tecnologias para o setor.
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MARÍLIA - SP
2016

4. • Irradiação solar: Irradiação solar é a
quantidade de energia, sob a forma
de luz (fótons) e calor, recebida por
unidade de superfície horizontal
• O fornecimento de energia solar anual
à Terra, em torno de 3.1024
Joules/ano, representando cerca de
10.000 vezes mais que o consumo
anual de energia em nosso planeta, o
que significa que a cobertura de 0,1%
da superfície terrestre com células
solares com eficiência de 10%,
satisfaria as necessidades atuais de
energia. (Tavares, 2014)
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IRRADIAÇÃO SOLAR
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2016
Fonte: www.energias-renovables.com

5. • O consumo mundial de energia primária no ano de 2011 foi
estimado como algo em torno de 143 mil TWh. Assim, a
conversão total da quantidade de energia solar recebida na
superfície terrestre por duas horas (188 mil TWh) seria superior
ao consumo energético anual da humanidade.
(PINHO, J. T., 2014)
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CONSUMO MUNDIAL DE ENERGIA
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6. • Principais países fabricantes de
módulos fotovoltaicos do mundo
em 2012
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PRINCIPAIS PAÍSES FABRICANTES
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Fonte: (GTM RESEARCH, 2013)

7. 7
CAPACIDADES INSTALADAS
(a) (b)
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8. • Masdar City, em Abu Dhabi .
Com 6 mil km de extensão, o
objetivo principal é a
emissão zero de gás
carbônico, por isso a energia
solar é uma das principais
fontes de energia, utilizando
87 mil painéis solares.
8
INSTALAÇÕES NO MUNDO:
Fonte: http://www.pensamentoverde.com.br/cidades-sustentaveis/masdar-city-cidade-
inteligente-busca-emissao-zero-gas-carbonico
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9. • Usina solar de Ituverava, será a
maior usina solar da América
Latina. Atenderá a demanda de
consumo de energia anual de
mais de 268.000 domicílios
brasileiros, evitando a emissão
de mais de 185.000 toneladas
de CO2 por ano.
• Previsão de funcionamento em
meados de 2017.
9
INSTALAÇÕES NO BRASIL:
Fonte: http://www.youtube.com/Enerray-MovieDrone
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2016

10. • Módulos solares fotovoltaicos são dispositivos que fazem a conversão da
energia contida na luz solar em energia elétrica e sua composição é
basicamente por células de material semicondutor que ao absorver a
energia solar geram uma diferença de potencial. Os módulos fotovoltaicos
são divididos em três gerações como veremos a seguir.
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MÓDULOS FOTOVOLTAICOS:
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11. • A primeira geração é dividida em
duas cadeias produtivas: silício
monocristalino (m-Si) e silício
policristalino (p-Si), que
representam mais de 85% do
mercado, por ser considerada uma
tecnologia consolidada e confiável,
e por possuir a melhor eficiência
comercialmente disponível, entre
12% e 17%.
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PRIMEIRA GERAÇÃO:
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Fonte: (PINHO, J. T., Manual de engenharia fotovoltaica, 2014)

12. • De acordo com um estudo feito por
William Schockley a eficiência de
células solares de junção p-n não
pode ultrapassar os 30%, sob
intensidade de 1000W/cm2.
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PRIMEIRA GERAÇÃO:
MARÍLIA - SP
2016
Fonte: Shockley, M. balance limit of efficiency of p-n junction solar cells,1961.

13. • A segunda geração, comercialmente
denominada de filmes finos, é dividida
em três cadeias produtivas: silício
amorfo (a-Si), disseleneto de cobre e
índio (CIS) ou disseleneto de cobre,
índio e gálio (CIGS) e telureto de
cádmio (CdTe). Esta geração apresenta
menor eficiência do que a primeira e
tem uma modesta participação do
mercado.
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SEGUNDA GERAÇÃO:
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Fonte: http://www.sunenergy.eco.br

14. • A terceira geração, ainda em fase de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D),
testes e produção em pequena escala, é dividida em três cadeias
produtivas: célula fotovoltaica multijunção e célula fotovoltaica para
concentração (CPV – Concentrated Photovoltaics), células sensibilizadas
por corante (DSSC – Dye-Sensitized Solar Cell) e células orgânicas ou
poliméricas (OPV – Organic Photovoltaics).
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TERCEIRA GERAÇÃO:
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2016

15. 15
TERCEIRA GERAÇÃO:
(a) (b)
CPV – Concentrated Photovoltaics.Células multijunção, satélite da NASA.
(c) (d)
DSSC – Dye-Sensitized Solar Cell. OPV – Organic Photovoltaics.
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2016

16. 16
CÉLULAS DSSC:
• Espessura cerca de 1.000 vezes
menor que uma célula de silício.
• Possibilidade de variação do óxido
metálico semicondutor empregado
como eletrodo.
• Variação no emprego de corantes e
função estética.
• Recorde de eficiência até o presente
momento é de 11,9%.
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2016
Fonte: (Mashra et al, 2009)

17. 17
CÉLULAS DSSC:
• Número de publicações ao
longo dos anos obtidas com a
pesquisa “dye-sensitized solar”,
na base de dados Web of
Science.
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2016
Fonte: REUTERS, T. Web of science, 2014

18. 18
APLICAÇÕES FOTOVOLTAICAS:
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Fonte: http://www.ecologiaverde.com/bicicletas-electricas-paneles-solares Fonte: http://www.yankodesign.com

19. 19
APLICAÇÕES FOTOVOLTAICAS:
MARÍLIA - SP
2016
Fonte: http://www.sundropsolar.inFonte: http://www.yankodesign.com

20. 20
APLICAÇÕES FOTOVOLTAICAS:
MARÍLIA - SP
2016
Fonte: https://www.ambienteenergia.com.brFonte: http://vivagreen.com.br

21. 21
Aplicações fotovoltaicas:
MARÍLIA - SP
2016
Fonte: http://solarpanelsphotovoltaic.net Fonte: http://www.toxel.com

22. 22
Aplicações fotovoltaicas:
MARÍLIA - SP
2016
Fonte: http://wonderfulengineering.com/the-worlds-largest-solar-powered-ship Fonte: http://www.powerclouds.com

23. • É possível concluir que a energia fotovoltaica é uma excelente alternativa
renovável para diversos países, pois não polui e não degrada o ecossistema,
sendo também reconhecida como uma fonte de energia inesgotável em
escala de tempo terrestre.
• O custo das células fotovoltaicas é, ainda hoje, um grande desafio para a
indústria e o principal empecilho para a difusão dos sistemas fotovoltaicos
em larga escala. Porém, aumentando a eficiências e implementado novos
matérias de forma a substituir ou complementar o silício, será possível
popularizar e massificar esse tipo de tecnologia.
23
Conclusão:
MARÍLIA - SP
2016

24. • B. O’Regan and M. Gratzel. A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-
sensitized colloidal tio2 films. Nature, 353:737–739, 1991.
• GRÄTZEL, M. Photoelectrochemical cells, Nature, Vol. 414, p. 338-344, 2001
• PINHO, J. T., Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos, Rio de Janeiro,
CEPEL - CRESESB, 2014.
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Referências:
MARÍLIA - SP
2016

25. OBRIGADO !
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MARÍLIA - SP
2016