A empresa americana Source Energy e o Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE) desenvolveram em conjunto uma nova linha de painéis solares para satélites espaciais baseada em células de silício. Os painéis utilizam uma tecnologia especial de interconexão que, combinada com células de baixo custo, permite a produção de módulos a custos muito menores em comparação com a tecnologia III-V padrão, que atualmente domina o setor espacial. O processo de produção automatizado, que utiliza a máquina Shingle-Matrix Stringer da M10 Solar Equipment GmbH, permite à Source Energy entregar os produtos em menos de seis meses a partir do pedido.

Células solares baseadas em materiais III-V são o padrão atual para geração de energia no espaço. No entanto, seu alto custo e disponibilidade limitada representam grandes restrições para missões comerciais, principalmente para satélites em órbita terrestre baixa (LEO, na sigla em inglês). “Com a Source Energy, desenvolvemos módulos solares à base de silício para aplicações espaciais semelhantes aos que já são utilizados com sucesso e bom custo-benefício na Terra”, explica Achim Kraft, chefe do departamento de Tecnologias de Módulos Fotovoltaicos do Fraunhofer ISE.

Os módulos solares resultantes são compactos e leves: 64 gramas e 629 centímetros quadrados (321 por 209 milímetros) ― a foto mostra um módulo, à esquerda, e um painel (wing) com 108 módulos. A potência média de saída dos protótipos é de 15,6 watts ― com módulos atingindo 16,1 watts ― e eficiência média da área ativa de 18,8% (AM0 a 25 °C). Com 252 W/kg, a potência específica do módulo é competitiva com a de outros de silício da mesma classe.

As células solares de silício são interconectadas usando tecnologia shingle-matrix, na qual as células individuais são cortadas em tiras e dispostas com uma certa sobreposição e espaçamento entre si, como em uma alvenaria. Um adesivo condutor une as células.

A fabricante M10 Solar desenvolveu a máquina industrial para a tecnologia shingle-matrix, a qual, após uma fase de prototipagem bem-sucedida nas instalações da Module-TEC do Fraunhofer ISE em Freiburg, Alemanha, foi instalada pela Source Energy em sua própria fábrica no Colorado, EUA, em junho de 2026. "Ela nos permite fabricar painéis fotovoltaicos por menos de US$ 5 por watt", afirma Bryan Mazor, diretor de tecnologia da Source Energy. "O processo de fabricação automatizado não só é mais econômico, como também significativamente mais rápido do que o dos atuais produtos fotovoltaicos III-V para uso espacial."

"Três características tornam a interconexão em shingle-matrix perfeita para o espaço", explica Najwa Abdel Latif, gerente de projetos do Fraunhofer ISE. "Resiliência a danos físicos localizados causados ​​por impactos de pequenos objetos no espaço, flexibilidade de layout e tolerância a diferenças extremas de temperatura."

Se o painel solar for danificado ― por exemplo, por um pequeno meteorito ou detrito espacial ―, a disposição em matriz das células solares permite que a corrente simplesmente flua ao redor da área danificada. Ao mesmo tempo, as linhas e colunas de células solares no layout podem ser ajustadas de forma flexível, dependendo dos requisitos de tensão e corrente do satélite.

“A tecnologia de matriz shingle é compatível com células solares baseadas em wafers com contatos frontais e traseiros, como PERC ou heterojunção de silício, sem a necessidade de adaptar a linha de produção”, afirma Abdel Latif. “Graças ao processo de interconexão em baixa temperatura, também não haverá problemas com a futura tecnologia de células tandem de silício-perovskita.”