Monocristalinos, policristalinos y de película delgada amorfa
Hay 3 tipos de tecnología utilizados en los paneles solares disponibles en el mercado hoy en día: monocristalinos, policristalinos y de película delgada amorfa.
Como los nombres sugieren, los monocristalinos y policristalinos son ambos tipos de células solares que están hechas de silicio cristalino. Casi todas las cotizaciones que obtendrá al considerar comprar paneles solares para su hogar utilizarán paneles solares cristalinos.
Durante mucho tiempo, el tipo más común de panel solar utilizado en las instalaciones fueron los paneles solares monocristalinos. Sin embargo, en los últimos años, los paneles solares policristalinos se han vuelto cada vez más populares.
Estos tipos de paneles solares de silicio cristalino son conocidos en la industria simplemente como paneles ‘mono’ o ‘poli’.
La elección entre paneles solares monocristalinos y policristalinos no es tan importante. Es más importante que elija una buena marca de paneles solares. Una buena marca de paneles solares de una compañía que invierte mucho en la calidad de su proceso de fabricación e invierte mucho en su reputación. Avolta solo utiliza proveedores de Bloomberg Tier 1 por este motivo.
Las células solares monocristalinas y policristalinas son muy similares en rendimiento. Lo que realmente determina su resultado en términos de rendimiento del sistema durante la vida útil del panel solar es la falta de defectos en el proceso de fabricación y tener una compañía que reemplace los paneles si su rendimiento cae por debajo de los niveles garantizados.
La película delgada es una tecnología totalmente diferente. Es mucho menos eficiente y, por lo tanto, utiliza mucho más espacio en el techo. Su mayor ventaja es que funciona mejor en condiciones de poca luz, cuando hay sombra parcial del sistema o en condiciones de calor extremo.
Datos clave sobre cada tipo de célula solar:
Monocristalinos
Descripción general y apariencia
Esta es la más antigua y desarrollada de las tres tecnologías. Los paneles monocristalinos, como su nombre indica, se crean a partir de una sola estructura de cristal continuo. Se puede identificar un panel monocristalino a partir de las células solares que aparecen como un solo color plano.
Construcción
Se fabrican a través del método Czochralski, donde se coloca una «semilla» de cristal de silicio en una tina de silicio fundido. Luego, la semilla se estira lentamente con el silicio fundido formando una estructura cristalina sólida alrededor de la semilla conocida como lingote. El lingote de silicio de cristal sólido que se forma es un lingote finamente cortado que se conoce como una oblea de silicio. Esto luego se convierte en una celda.
El proceso de Czochralski da como resultado lingotes cilíndricos grandes. Se cortan cuatro lados de los lingotes para hacer obleas de silicio. Una cantidad significativa del silicio original termina como desecho.
Policristalino
Descripción general y apariencia
Policristalino o Multicristalino es una tecnología más nueva y su proceso de fabricación puede variar.
Construcción
El policristalino también comienza como una «semilla» de cristal de silicio colocada en una tina de silicio fundido. Sin embargo, en lugar de extraer la semilla de cristal de silicio como con monocristalino, la tina de silicio simplemente se deja enfriar. Esto es lo que forma los bordes y granos distintivos en la célula solar.
Anteriormente se pensaba que las células policristalinas eran inferiores a las monocristalinas porque eran ligeramente menos eficientes. Sin embargo, debido al método más barato por el cual se pueden producir, junto con eficiencias solo ligeramente más bajas, ahora se han convertido en la tecnología dominante en el mercado residencial de los EE. UU.
El nuevo récord para las células solares multicristalinas tipo p ha sido la mejora continua de la calidad de las obleas pulticristalinas que han ayudado a impulsar los paneles pulticristalinos estándar de 60 células de 240W a 300W en los últimos 5 años.
Las células policristalinas ahora están muy cerca de las células monocristalinas en términos de eficiencia.
Película delgada
Descripción general y apariencia
Los paneles de película delgada son una tecnología totalmente diferente a los paneles mono y policristalinos. Son una nueva tecnología en comparación con las células mono y policristalinas y no se considerarían una tecnología madura, ya que se esperan grandes mejoras en esta tecnología en los próximos 10 años.
Un panel de película delgada puede reconocerse por su apariencia negra sólida.
Construcción
Los paneles de película delgada se hacen depositando una sustancia fotovoltaica sobre una superficie sólida como el vidrio. La sustancia fotovoltaica que se utiliza varía y se han utilizado con éxito y comercialmente múltiples combinaciones de sustancias. Ejemplos de las sustancias fotovoltaicas más comunes utilizadas son:
- Silicio amorfo
- Telururo de cadmio (CdTe)
- Cobre indio selenio galio (CGIS)
- Celda solar sensibilizada por colorante (DSC)
Cada uno de los anteriores se conoce como «tipos» de paneles diferentes, pero todos se conocen como «Película delgada».
Actuación
Las células de película delgada tienen la reputación de ser las «peores» tecnologías de paneles solares porque tienen la eficiencia más baja. Sin embargo, esto se debe solo a que tienen una menor eficiencia energética, lo que significa que requieren la mayor cantidad de espacio para la misma cantidad de energía. Dado que se están convirtiendo en los paneles más baratos para producir debido a los bajos costos de material requeridos para la película delgada, se están convirtiendo rápidamente en los tipos de paneles más eficientes económicamente.
Tan recientemente como hace unos años, las eficiencias de película delgada estaban en un solo dígito. Sin embargo, los investigadores han logrado recientemente una eficiencia del 23,4% con prototipos de película delgada. Mientras tanto, los paneles de película delgada que están disponibles comercialmente generalmente están en el rango de 13-18%.
Ventajas de monocristalino
- Los paneles solares de silicio monocristalino ahorran espacio. Dado que estos paneles solares producen la mayor potencia, también requieren la menor cantidad de espacio en comparación con cualquier otro tipo. Sin embargo, los paneles solares monocristalinos producen marginalmente más potencia por pie cuadrado de espacio utilizado en una matriz y así.
- Los paneles monocristalinos tienen una larga vida útil. La mayoría de los fabricantes de paneles solares tienen una garantía de 25 años en sus paneles solares monocristalinos. Debido a que ambos tipos de paneles solares cristalinos están hechos de silicio cristalino, un material muy inerte y estable, es muy probable que estos paneles solares duren mucho más que su vida de garantía de 25 años.
- Los paneles solares monocristalinos tienden a ser más eficientes en climas cálidos. Con todas las células solares, la producción de electricidad disminuye a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, esta degradación de la producción es menos severa en los paneles monocristalinos que en los paneles solares policristalinos. Sin embargo, en la práctica, la diferencia es muy pequeña. El nivel al que cae la producción de cada panel solar a medida que aumenta la temperatura se denomina coeficiente de temperatura y se publica con las especificaciones de cada panel.
Desventajas de los paneles solares monocristalinos
- Los paneles solares monocristalinos son los más caros. En los últimos años, una erupción en la instalación de lingotes policristalinos, eficiencia de producción de celdas y módulos ha significado que los paneles solares policristalinos se han vuelto más comunes y se han beneficiado de las ventajas de costos sobre los paneles mono. La mayoría de los fabricantes que aún fabrican paneles mono se han dirigido al extremo premium del mercado.
Ventajas de los paneles solares policristalinos
- El proceso utilizado para fabricar silicio policristalino es más simple y cuesta menos. La cantidad de residuos de silicio es menor en comparación con el monocristalino.
- Los paneles solares policristalinos tienden a tener una tolerancia al calor ligeramente menor que los paneles solares monocristalinos. Los paneles solares policristalinos tenderán a tener un coeficiente de temperatura más alto que los módulos solares hechos con células mono. Esto significa que a medida que el calor aumenta, la producción de este tipo de celda disminuirá menos. Sin embargo, en la práctica, estas diferencias son muy pequeñas.
Desventajas de los paneles solares policristalinos
- La eficiencia de los paneles solares de base policristalina es típicamente del 14-16%. Debido a la menor pureza del silicio, los paneles solares policristalinos no son tan eficientes como los paneles solares monocristalinos.
- Menor eficiencia espacial. Por lo general, debe cubrir una superficie más grande para generar la misma potencia eléctrica que lo haría con un panel solar de silicio monocristalino. Sin embargo, esto no significa que cada panel solar monocristalino funcione mejor que los basados en silicio policristalino.
- Los paneles solares monocristalinos y de película delgada tienden a ser más agradables estéticamente ya que tienen un aspecto más uniforme en comparación con el color azul moteado del silicio policristalino.
Ventajas de los paneles solares de película delgada
- La producción en masa es simple. Esto los hace potencialmente más baratos de fabricar que las células solares de base cristalina.
- Su apariencia homogénea los hace ver más atractivos.
- Se puede hacer flexible, lo que abre muchas aplicaciones potenciales nuevas.
- Las altas temperaturas y el sombreado tienen menos impacto en el rendimiento del panel solar.
- En situaciones donde el espacio no es un problema, los paneles solares de película delgada pueden tener sentido.
Desventajas de los paneles solares de película delgada
- Los paneles solares de película delgada en general no son muy útiles para la mayoría de las situaciones residenciales. Son baratos, pero también requieren mucho espacio.
- La baja eficiencia espacial también significa que los costos de los equipos fotovoltaicos (por ejemplo, estructuras de soporte y cables) aumentarán.
- Los paneles solares de película delgada tienden a degradarse más rápido que los paneles solares monocristalinos y policristalinos, por lo que generalmente vienen con una garantía más corta.