Resumen
Las células solares de silicio representan actualmente el 95 % del mercado, pero también existen células solares comerciales en capas finas de CdTe y CIGS (menos del 5 % del mercado), en materiales orgánicos (ligeros y flexibles) para aplicaciones de nicho, y multi-uniones de alta eficiencia (III-V y germanio) para aplicaciones espaciales.
Para llegar más lejos
Silicio. Los módulos de silicio son ahora la tecnología dominante (95% del mercado). Los módulos están hechos de conjuntos de obleas de silicio monocristalino (fabricación ver páginas 14-15), que están reemplazando gradualmente el silicio policristalino de aspecto marmóreo, que era más barato de fabricar pero menos eficiente. La eficiencia de los módulos ha aumentado aproximadamente un 0,5% anual en los últimos años gracias a una evolución en la tecnología de las células: la tecnología Al-BSF (Aluminium Back Surface Field) utilizada durante mucho tiempo ha sido sustituida por la tecnología PERC (Passivated Emitter and Rear Cell). Las siguientes tecnologías, que están empezando a industrializarse en las fábricas más nuevas, son TOPCon (Tunneling Oxide Passivated Contact) y HJT (Heterojunction Cell). En 2023, los mejores módulos comerciales tienen rentabilidades superiores al 22%.
Películas delgadas. Las celdas de película delgada hechas de aleaciones de CdTe y, más marginalmente, CIGS representan poco menos del 5% del mercado. Los materiales se depositan en capas de 2 a 4 μm de espesor sobre vidrio o sobre un sustrato flexible, los módulos tienen un aspecto homogéneo. Las eficiencias de los módulos comerciales se mantienen por debajo del 20%, y los registros celulares son del 22,3% para CdTe y del 23,6% para CIGS) [2]. Se están estudiando otras aleaciones formadas a partir de materiales abundantes: CZTS, SbSSe y perovskitas híbridas.
Múltiples uniones III-V. Las aplicaciones espaciales utilizan celdas multiunión hechas de semiconductores III-V (GaAs, AlGaAs) y germanio, a pesar de su costo muy alto (alrededor de 100 €/W): el apilamiento de varios materiales permite lograr eficiencias del 32% para las celdas comerciales y del 39,5% para la celda récord [1].
Orgánicos. También hay celdas y módulos comerciales hechos de materiales orgánicos (polímeros). Tienen la ventaja de ser baratos, ligeros y flexibles, pero sus eficiencias son significativamente menores, menos del 10% para los módulos (pero con un número récord de celdas del 19,2% [2]). Esta tecnología ahora está dedicada a nichos de mercado.