Paneles de energía
solar fotovoltaica

Tipos de células fotovoltaicas

Existen diferentes tipos de células dependiendo de la naturaleza y las características de los materiales utilizados. El tipo más común es la célula de silicio cristalino (Si). Este material se corta en láminas muy finas en forma de disco, monocristalinas o policristalinas, en función del proceso de fabricación de la barra de silicio.

La primera célula cristalina que se fabricó en el ámbito industrial es la de silicio puro monocristalino. Estos tipos de células solares presentan un buen rendimiento energético, pero tienen un coste superior al resto de tipologías. Por este motivo, en la actualidad tienen un nivel de implantación moderado.

Células fotovoltaicas monocristalinas y policristalinasLas células solares monocristalinas suelen presentar una forma cuadrada, con las esquinas redondeadas. Antiguamente tenían forma circular. Esto se debe al proceso de crecimiento del cristal de silicio monocristalino que presenta una forma cilíndrica. En el proceso de fabricación del silicio policristalino, el silicio se deja solidificar lentamente en un molde rectangular y se obtiene un sólido rectangular con muchos cristales, lo que da lugar a las células policristalinas. Este tipo de células tienen un rendimiento inferior a las monocristalinas, pero actualmente presentan una fuerte implantación porque tienen un coste económico inferior a las monocristalinas.

Con menos implantación, podemos encontrar en el mercado paneles fotovoltaicos llamados de "capa fina". Estos no se fabrican con células individuales, sino en forma de bandas continuas en que es depositada sobre un sustrato apropiado (vidrio o resinas sintéticas) una capa fina de silicio amorfo (a-Si), de 1 o 2 micras de espesor, haciendo un panel continuo que no necesita interconexiones interiores.

Una característica de estas células es que los fotones que no chocan con ningún electrón las atraviesan gracias a su pequeño grosor, lo que posibilita el diseño de paneles con diferentes capas superpuestas y que se denominan tándem (dos capas) o triple unión (tres capas).

Las células con silicio amorfo tienen un rendimiento de aproximadamente la mitad del de las células cristalinas, y por ello, en la fabricación de células de capa fina se están empezando a utilizar otros tipos de semiconductores, esencialmente el selenur de cobre e indio (CIS) o teluro de cadmio (CdTe).

SilicioComo tecnologías innovadoras en la fabricación de células fotovoltaicas, resaltaremos las llamadas "células HIT" (Heterojunction with Intrinsic Thin Layer). Este término hace referencia a una técnica basada en la superposición de capas de semiconductores de diferente "gap" como pueden ser el silicio amorfo combinadas con células de silicio cristalinas o teluro de cadmio, etc.

Esto mejora la eficiencia energética de las células solares y amplía el espectro de radiación solar aprovechable, ya que cada uno de los semiconductores es especialmente sensible a alguna de las bandas del espectro electromagnético.

Sistemas de concentración solar

Otra de las líneas de innovación tecnológica desarrollada en los últimos años es la llamada técnica de concentración solar.

Esta tecnología se basa en la concentración de la radiación solar en una pequeña superficie (la célula fotovoltaica) mediante un concentrador óptico. Por ejemplo, a través de una lente Fresnel (efecto lupa) o un reflector, como un simple espejo con que se puede lograr un aumento significativo de la radiación solar incidente y, en consecuencia, un rendimiento energético más grande del sistema.

De todos modos, los sistemas de concentración tienen el inconveniente de que aprovechan casi únicamente la radiación solar directa. Por ello, con los paneles de concentración es imprescindible la utilización de sistemas precisos de seguimiento.

Actualmente, el mercado ofrece algunos paneles fotovoltaicos con sistemas de concentrador Fresnel puntual y otros concentradores disco-parabólicos integrados en el mismo panel, que pueden llegar a aumentar la radiación incidente en la célula hasta 500 veces, y así se aumenta de manera importante la producción energética por unidad de superficie de célula.

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Referencias

Última revisión: 12 de febrero de 2016