Tipos de paneles fotovoltaicos

Tipos de paneles fotovoltaicos

En el mercado existen varios tipos de placas solares fotovoltaicas para uso doméstico. Los tipos más comunes son:

  • Los paneles fotovoltaicos monocristalinos.

  • Los paneles solares policristalinos.

  • Las placas solares de capa fina.

Las placas solares fotovoltaicas se utilizan para generar energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Sin embargo en las instalaciones solares térmicas también se utilizan otro tipo de placas solares llamadas colectores solares que se utilizan para calentar agua para uso doméstico.

En el mercado también existen los llamados paneles solares híbridos, que permiten al mismo tiempo generar electricidad y obtener agua caliente sanitaria.

Alrededor del 90% de la tecnología fotovoltaica se basa en el uso de alguna variación del silicio. Las diferencias entre los diferentes tipos de placas solares se basa en la distribución, composición y pureza de este material. 

Cuanto más puro es el silicio, mejor alineadas están sus moléculas, y mejor convierte la energía solar en electricidad.

A continuación analizamos más detalladamente cada uno de los tipos de paneles fotovoltaicos más comunes:

Paneles solares monocristalinos de celdas de silicio

Tipos de paneles fotovoltaicos: descripción y rendimientoEn los paneles solares monocristalinos las celdas solares de silicio monocristalino (mono-Si), son bastante fáciles de reconocer por su coloración y aspecto uniforme, que indica una alta pureza en silicio.

Las celdas monocristalinas se fabrican con bloques de silicio o ingots, que son de forma cilíndrica. Posteriormente, para reducir los costes de fabricación y optimizar el su rendimiento, se recortan los cuatro lados de los bloques cilíndricos para hacer láminas de silicio. Este recorte es el que les da este aspecto característico.

Se puede distinguir claramente un panel solar monocristalino de uno policristalino porqué en el policristalino las celdas no tienen esquinas redondeadas y son perfectamente rectangulares.

La diferencia básica entre las celdas solares monocristalinas y policristalinas es la composición del cristal de silicio. Las células monocristalinas están formadas por un único tipo de cristal de silicio, de esta forma se consigue un alineamiento bastante perfecto de todos los componentes del cristal.

Paneles solares policristalinos

Tipos de paneles fotovoltaicos: descripción y rendimientoEn la fabricación de placas solares policristalinas no se emplea el método Czochralski. En este tipo de panel solar el silicio en bruto se funde y se vierte en un molde cuadrado. A continuación se enfría y se corta en láminas perfectamente cuadradas.

Su mayor ventaja respecto a las celdas monocristalinas parte de un proceso de producción de menor coste.

La eficiencia baja al aumentar la temperatura

Por otra parte, este tipo de placas fotovoltaicas cuenta con algunas desventajas: La menor tolerancia al calor de estas celdas hace que cuenten con una eficiencia inferior a la alternativa monocristalina. Esta propiedad es más relevante cuando la instalación se encuentra en zonas cálidas.

En concreto, se estima que en los paneles que incluyen células policristalinas el ratio de eficiencia es de un máximo del 16%, fundamentalmente por la menor cantidad de silicio que incorporan.

Paneles solares fotovoltaicos de capa fina

Tipos de paneles fotovoltaicos: descripción y rendimientoEl fundamento de estos paneles es depositar varias capas de material fotovoltaico en una base.

Dependiendo del tipo, un módulo de capa fina presenta una eficiencia del 7-13%. Debido a que tienen un gran potencial para uso doméstico, son cada vez más demandados.

Los módulos fotovoltaicos de película delgada se fabrican depositando el material semiconductor sobre un sustrato similar al vidrio, para que los paneles solares rígidos se utilicen en exteriores. En el caso de paneles flexibles para usos menos convencionales, se utiliza plástico.

El módulo de película delgada se fabrica como un bloque y no requiere el ensamblaje de varias celdas. Además, la cantidad de material semiconductor presente en el panel es bastante menor que los paneles solares hechos con celdas fotovoltaicas estándar. De esta forma se reducen los costos de producción, pero por otro lado tienen una eficiencia menor en comparación con sus equivalentes monocristalinos.

Categorías de los paneles de capa fina

Los módulos de película delgada se subdividen en varias categorías según los materiales semiconductores depositados en él, entre los más comunes encontramos:

  • Silicio amorfo, en el que los átomos de silicio se depositan químicamente en forma amorfa, o estructuralmente desorganizados, sobre la superficie de soporte. Esta tecnología utiliza cantidades muy pequeñas de silicio. Generalmente muestran una eficiencia menos constante de las otras tecnologías en comparación con los valores nominales, a pesar de tener garantías en línea con el mercado.

  • Telururo de cadmio (CdTe): estos son paneles solares más delgados con un precio más bajo y una menor eficiencia termodinámica.

  • El sulfuro de cadmio microcristalino (CdS), que tiene costos de producción muy bajos debido. Se aplica a un soporte de metal para recubrimiento por pulverización. Entre las desventajas asociadas con la producción de este tipo de células fotovoltaicas está la toxicidad del cadmio y la baja eficiencia.

  • Arseniuro de galio (GaAs), es una aleación binaria con propiedades semiconductoras, capaz de garantizar rendimientos muy altos, debido a la propiedad de tener una brecha directa (a diferencia del silicio). Se utiliza principalmente para aplicaciones militares o científicas avanzadas. Sin embargo, el costo del material monocristalino es enorme.

  • Diselenuro de cobre indio (CIS), con una opacidad que va del 100% al 70% obtenida a través de orificios hechos directamente en la película.

  • Indio cobre galio diselenuro (CIGS)

  • Heterojunction, literalmente unión entre diferentes sustancias, en la que se emplea una capa de silicio cristalino como superficie de soporte de una o más capas amorfas o cristalinas. Cada una de las cuales está optimizada para una subbanda de radiación específica.

  • El silicio micro esférico, en el que se utiliza silicio policristalino reducido en esferas con un diámetro de cercano a los 0,75 mm enjaulado en un sustrato de aluminio.

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Fecha de publicación: 6 de noviembre de 2017
Última revisión: 28 de marzo de 2020