Energía solar fotovoltaica flexible de película delgada

Células solares de película delgada instaladas en el Pabellón de Japón en la Exposición Mundial de Shanghai 2010

En una publicación anterior del blog de Solar Choice, Prateek Chourdia escribió sobre algunas tendencias emergentes en el futuro de la tecnología solar fotovoltaica, incluida la energía solar de película delgada. Esta publicación resume algunos de los puntos clave relacionados con las tecnologías de película delgada, también conocidas como fotovoltaica flexible, y analiza su posible dirección futura.

A diferencia de los paneles solares que probablemente imagina cuando piensa en energía solar (monocristalina y policristalina), la tecnología de película delgada no está hecha de cristales de silicio altamente refinados, sino que es un material coherente. Existen cuatro tipos básicos de energía solar fotovoltaica de película delgada (TFPV), clasificadas según el material fotovoltaico utilizado. Sin embargo, el principio de TFPV es el mismo que el de la fotovoltaica cristalina: la luz incide en el material y excita los electrones, que luego “fluyen” a través de una permutación de una unión pn, generando electricidad en el proceso, que es capturada y utilizada.

Células fotovoltaicas solares de silicio amorfo (aSi):

La energía solar de silicio amorfo, analizada brevemente en nuestra publicación anterior del blog, se desarrolló en los años 70 y está hecha de una forma no cristalina de silicio, lo que resulta en una menor eficiencia por metro cuadrado: hasta un 15 % en condiciones de laboratorio, pero generalmente entre un 6 y un 8 %. % en aplicaciones del mundo real. (Compárese con el 15-18% de las células de silicio cristalino). Sin embargo, debido a su flexibilidad y relativamente menos susceptibilidad a los efectos del sobrecalentamiento y las sombras, el ASi tiene varias aplicaciones cotidianas: se ha utilizado durante décadas en para cargar calculadoras y relojes que funcionan con energía solar, y más recientemente varias empresas lo han desarrollado como materiales para techos solares fotovoltaicos, como tejas y tejas.

Células fotovoltaicas solares de telururo de cadmio (CdTe):

Un número menor de empresas desarrolló células solares de telururo de cadmio en la década de 1990 que, con eficiencias de laboratorio del 16% y el 11%, podían competir con el Si por el lugar del método más económico de generación de energía solar de película delgada en la vida real. En 2009, el Instituto Federal de Ensayos de Materiales de Suiza desarrolló una célula fotovoltaica flexible hecha de este material con una eficiencia del 12,4%. El cadmio es un material relativamente barato y fácilmente disponible, pero el telururo es uno de los elementos más raros del planeta. (Más información sobre la tecnología CdTe de First Solar).

Células solares fotovoltaicas de seleniuro de cobre, indio y galio (CIS o CIGS):

El seleniuro de cobre, indio y galio se desarrolló en la década de 1980 y, además de una alta tolerancia al calor, también tiene una de las eficiencias más altas para materiales solares de película delgada: 20% en condiciones de laboratorio y 11% en la vida real. (Más sobre la tecnología CIGS).

Células fotovoltaicas solares orgánicas

Las células solares orgánicas están hechas de materiales que contienen carbono. El coste de fabricación de células orgánicas es inferior al de materiales inorgánicos como el silicio, pero esta ventaja se ve contrarrestada significativamente por el hecho de que la eficiencia de conversión solar de estas células es sólo del 8% en el laboratorio y del 4% en la práctica, y el hecho de que que normalmente tienen una vida útil corta de 6 años.

Hay una serie de factores que son prometedores para el futuro de la energía fotovoltaica de película delgada. Tiene numerosos usos: se puede utilizar como material de construcción en lugar de toldos, en ventanas y en paredes. También es útil cuando se van a utilizar dispositivos portátiles más pequeños en zonas donde no hay energía disponible: cargadores de baterías en medio del desierto o en zonas rurales (¡o incluso al acampar!). En algunos casos, el TFPV se puede enrollar y guardar en una funda o contenedor seguro para recuperarlo cuando sea necesario. De hecho, el ejército estadounidense, entre otras organizaciones, ya está utilizando energía fotovoltaica portátil para implementaciones en áreas fuera de la red. Además, algunos tipos de TFPV son más fáciles de reciclar que las células cristalinas con una planificación adecuada del ciclo de vida.

Global Business Intelligence (GBI), una empresa de investigación de mercado, predice que las tecnologías de película delgada se convertirán en una fuerza importante en el mercado de la energía solar para 2024. La realización de este pronóstico depende del éxito de las empresas a la hora de garantizar una mayor eficiencia de conversión solar y una vida útil más larga de estas tecnologías.

En cualquier caso, la industria fotovoltaica de película delgada está evolucionando rápidamente y varias empresas diferentes experimentan constantemente con nuevas tecnologías. Si tiene la intención de instalar o utilizar estas tecnologías, asegúrese de discutirlo con el fabricante, quien debería ser el que mejor conozca las capacidades de cada tecnología.

Escrito por James Martín

Analista de elección solar

© 2010 Solar Choice Pty Ltd

Recursos y enlaces:

MotherEarthNews.com, “La promesa de la energía solar de película delgada”

GBI Research: “Análisis del mercado fotovoltaico de película delgada hasta 2024”

SpecialtyFabricsReview.com: “Fotovoltaica flexible”

Laboratorio Nacional de Energía Renovable, Golden Colorado, “Células solares de película delgada CIGS y CdTe de alta eficiencia: aspectos destacados y desafíos” (documento MS Word)

Imagen del Pabellón de Japón de TripAdvisor.com

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