Una celda solar es un dispositivo que convierte la energía de la luz en energía eléctrica. Se llama efecto fotovoltaico. Las celdas solares se disponen comúnmente en matrices para formar paneles solares. Son el componente principal de los módulos fotovoltaicos: su valor ronda el 70% del producto total.
Figura 1 – Célula solar en producción (fuente: PV Magazine）
El silicio es el material más común utilizado para fabricar células solares: el 90% de las células fotovoltaicas vendidas en el mundo están hechas de este material. En primer lugar, es la segunda sustancia más abundante de la Tierra (después del oxígeno). Además, las células solares basadas en silicio tienen una alta eficiencia combinada con costos económicos y una larga vida útil.
La relación entre la electricidad generada por la celda solar y la energía que recibe se llama eficiencia de la celda. Muestra qué tan bien la celda convierte la energía de la luz en energía eléctrica. La calidad de la luz y los atributos de las células afectarán esta proporción.
¿Cuáles son las principales tecnologías celulares?
Emisor Pasivado y Contacto Posterior – PERC
En su origen, la tecnología PERC provino de la modificación de células solares convencionales. Se agregó una capa adicional a las celdas solares tradicionales para permitirles capturar más luz solar y así producir más energía.
Es la principal tecnología utilizada en el mercado. Su bajo precio y flexibilidad en obleas más grandes han permitido la expansión de la capacidad de producción a gran escala para las células PERC. Todavía se beneficia de una cadena de suministro sólida y una gran cantidad de equipos de producción compatibles.
Pero la eficiencia de las células PERC ha llegado a sus límites. Tras una mejora anual del 0,5% estos últimos años, ahora se ha ralentizado. Para alcanzar nuevos niveles de eficiencia, el mercado deberá buscar nuevas tecnologías.
Contactos pasivados (TOPCon)
La tecnología TOPCon fue la primera introducida en el 2013 pero ha sido utilizado por los fabricantes desde 2019. Para tener una celda TOPCon, se combina una capa de óxido de túnel con celdas solares PERC. Esto significa que los equipos de células y módulos PERC se pueden adaptar fácilmente a la producción de células y módulos TOPCon.
Se benefician de una mayor eficiencia y una mayor tasa de bifacialidad que las células solares PERC.
Heterounión (HJT)
La tecnología de heterounión combina las ventajas de la absorción de película delgada y las propiedades de pasivación del silicio amorfo. Se aplican dos capas delgadas de silicio amorfo a ambos lados de una oblea de silicio de tipo n para crear las células HJT.
La tecnología de heterounión aún mantiene el récord de eficiencia de celdas solares de silicio al 26,63%, gracias a una combinación de HJT e IBC. Además, tienen un coeficiente de temperatura más bajo y la tasa de bifacialidad más alta de todos los tipos de células.
Las celdas de heterounión necesitan menos pasos de producción que PERC y TOPCon. Pero requieren todas las líneas nuevas, lo que requiere un alto costo de capital. También tienen un mayor uso de plata. Nuevas alternativas aún están en fase de investigación.
Células en tándem (células fotovoltaicas de tercera generación)
Todas las tecnologías anteriores alcanzarán sus límites prácticos de eficiencia en un corto período de tiempo. Es por eso que la industria ya está trabajando en la próxima generación de celdas. Que se fabricarán con varios materiales para producir energía a partir de un espectro de luz más amplio.
La celda en tándem C-Si/Perovskite es la tecnología más prometedora. La eficiencia potencial podría ir más allá del 35%.
