TIPOS DE CELULAS FOTOVOLTAICAS

Debido al auge de la tecnología fotovoltaica, existen distintos tipos de células basadas en el empleo de materiales semiconductores. No obstante, las basadas en silicio son las mas usadas, estando relegadas al resto de aplicaciones de investigación o su uso en industria aeroespacial. De este modo las células pueden ser

› De silicio monocristalinas (c-Si)

› De silicio policristalinas (mc-Si)

› De capa delgada

» Silicio amorfo

» CulnSe2/Cds

» CdTe/Cds

› De AsGa/ AsGaAl

La tecnología de silicio monocristalino

Esta ha ocupado durante año el primer lugar en porcentaje de implantación en el mercado. Su principal ventaja, es la eficiencia, entre el 15 y el 21 %. Es muy superior al resto en las aplicaciones terrestres mas comunes. Su proceso de fabricación resulta costoso debido a la alta pureza y la gran cantidad de material activo empleado.

Las células policristalinas

Se producen al verter silicio líquido a una temperatura elevada en moldes o recipientes de forma cuadrangular. El silicio se enfría hasta formar bloques sólidos, que aparecen como trozos de silicio monocristalino. La masa que se obtiene se corta en barras rectangulares que se trocean en finas placas, para formar una “colcha de retales” de moléculas de silicio monocristalino. Ya que esta tecnología es la mejor de las que se conocen y es relativamente asequible, las células policristalinas siguen siendo las más utilizadas.

Las células con tecnología de película fina

Se imprimen en el vidrio en muchas capas delgadas, para así formar los módulos deseados. Fabricarlos requiere menos material que producir las células cristalinas porque no es necesario cortar. Además, basta con laminar uno de los lados porque están “pegados” a un cristal por el otro lado durante el proceso de producción.

El Silicio amorfo (a-Si)

Resulta económico de fabricar pero la alta degradación que sufre este material respecto a la potencia eléctrica generada han impedido su comercialización masiva hasta el momento actual. Recientes tecnologías de “lámina delgada” que están en distintas fases de desarrollo presentan eficiencias entre el 6% y el 10%. Su coste por vatio-pico de módulo es inferior al del Silicio policristalino pero su coste de instalación es superior puesto que hay que montar más módulos y precisan de más superficie para una misma potencia instalada. Pueden ser útiles en grandes zonas donde el coste del terreno sea reducido (huertas solares) y puede ayudar a presionar a la baja el precio del Silicio policristalino. Con unos costes similares a los del silicio amorfo encontramos otras tecnologías como las que usan otros materiales semiconductores (Cd, Te, C, I, Se,…), con eficiencias que pueden llegar a valores cercanos al 15% en algunos casos.

El arseniuro de galio (AsGa)

Es el elemento idóneo para la fabricación de células fotovoltaicas, debido a que presenta un alto coeficiente de absorción. En su forma monocristalina, puede llegar a alcanzar un rendimiento práctico de hasta un 25%. El mayor problema, para su utilización, es su poca abundancia en la naturaleza, por lo cual la relación costo – rendimiento de estas células es muy alta.

Las células de Sulfuro de Cadmio y Cobre

Son células compuestas por una capa de sulfuro de cadmio (SCd) y otra de sulfuro de cobre (SCu2). No presentan un buen rendimiento, pero sí una alternativa económica, debido a su facilidad de fabricación y a sus bajísimos costes de producción. Estas células están en proceso de investigación, para solucionar los problemas de envejecimiento.

La tecnología del Silicio policristalino (p-Si)

Ha permitido en los últimos años el despegue del sector económico de la energía solar fotovoltaica de conexión a red de suministro como elementos de generación de energía eléctrica distribuida. El coste de fabricación es algo inferior al del monocristalino y la eficiencia obtenida es similar (del orden del 16%).