¿Cuáles son las perspectivas para el desarrollo de células solares de película delgada?

Cuando se trata de células solares, los cristales de silicio, que están hechos de silicio refinado, dominan actualmente la industria. Este módulo se ha utilizado como tecnología básica de la energía solar durante más de 50 años. Desde que se inventó la primera celda solar de silicio en 1954, su número ha aumentado rápidamente y, en la actualidad, a través de ella se logra del 12% al 18% de la radiación solar convertida en energía eléctrica.

Los materiales de silicio cristalino todavía dominan los materiales de las fotocélulas solares, pero también ha habido muchos avances en la tecnología de las fotocélulas de película delgada en los últimos años. En 2005, el silicio cristalino representó más del 95% del mercado de energía solar fotovoltaica. Pero desde entonces, la cuota de mercado de los materiales de fotocélulas de película fina ha aumentado constantemente a lo largo de los años y ahora ha alcanzado el 25%. Cientos de empresas dedicadas a la tecnología de fotocélulas de película fina han entrado en una nueva fase de investigación, desarrollo y producción.

Los productos de fotocélulas de película delgada grandes y en capas se han comercializado desde la década de 1990, y la eficiencia de conversión de energía de los productos de fotocélulas de película delgada ha alcanzado del 6% al 11%. Cuanto mayor sea la eficiencia de conversión de energía, menor será el área requerida para generar una cierta cantidad de electricidad y otros equipos auxiliares. Esto es muy rentable. En la actualidad, la eficiencia de conversión de las células solares de película delgada está todavía lejos de la del silicio cristalino, pero las células solares de película fina tienen grandes ventajas en otros aspectos en comparación con el silicio cristalino. El punto más importante es que las células solares de película delgada tienen bajos costos de producción. Muchos paneles solares de película delgada están hechos de silicio amorfo y se utiliza un alto contenido de silicio para preparar paneles solares de cristal de silicio. Además, las células solares de película delgada también pueden estar hechas de otros materiales semiconductores, incluidos materiales de cobre, indio, galio, selenio (CIGS) y materiales de telururo de cadmio.

Análisis detallado de las perspectivas de desarrollo de la célula solar de película fina

Amplias perspectivas para la tecnología de energía solar: proyecto práctico de fotocélula de película delgada a escala

Un problema clave en el sector de las energías renovables es cuándo la tecnología fotovoltaica solar a gran escala puede competir o ser equivalente al precio de la electricidad derivada de los combustibles fósiles. De hecho, el costo de la tecnología de fotocélulas de película delgada a gran escala ya es más bajo que el de la energía nuclear, pero actualmente es más alto que el costo de quemar carbón para obtener electricidad.

Muchos productores de células solares de película delgada han podido reducir costos y el líder en esta área es la primera empresa solar en Tempe, Arizona. La primera empresa solar produjo 1 Gigavatio de electricidad en 2009 a través de baterías de telururo de cadmio. En otras palabras, 1 gigavatio equivale a la producción total de 250.000 grandes sistemas domésticos de conversión fotoeléctrica solar de película delgada.

La primera empresa solar logró una eficiencia de conversión de energía promedio del 10,9% en 2009, y sus productos se convirtieron en los productos de película delgada con mayor eficiencia energética. La empresa también resolvió el problema del cadmio, un metal pesado utilizado en la producción, mediante el diseño de un sistema circulatorio para evitar que el cadmio, una sustancia nociva, se libere con los desechos.

Análisis detallado de las perspectivas de desarrollo de la célula solar de película fina

En los últimos años, la primera empresa solar ha reducido considerablemente sus costes de producción. Su costo es solo la mitad del de los materiales de cristal de silicio u otros productos solares de película delgada actualmente en el mercado. Reducen costos al acortar los tiempos de producción e instalar equipos a gran escala. En comparación con otras empresas de la industria, los costos de instalación de equipos a gran escala de First Solar Company se han reducido entre un 10% y un 15%, pero su producción es aproximadamente un 10% más alta que la de la empresa que produce cristales de silicio (con la misma eficiencia de diseño). En los próximos cinco años, la empresa tendrá como objetivo aumentar la eficiencia de producción en otro 15% y reducir aún más sus costos de producción. Si la empresa tiene éxito en lograr ese objetivo, será tan barato obtener electricidad de dispositivos solares de película delgada a gran escala como de combustibles fósiles.

¿Podemos instalar convertidores fotoeléctricos en el techo de cada casa?

En el futuro, usar más paneles solares de película delgada será el paso correcto, lo que significa que más consumidores pueden comprar energía limpia, pero el control de la producción de energía permanecerá en manos de un puñado de grandes empresas y municipios. Además, transportar energía desde áreas con buenas condiciones de luz solar (como el suroeste) a áreas con malas condiciones de iluminación requiere enormes costos telefónicos para construir redes de transmisión de energía. Al mismo tiempo, la infraestructura utilizada para almacenar el exceso de electricidad y luego liberarlo también es necesaria. La alternativa a la producción concentrada es dispersar la producción de energía en diferentes lugares. ¿Por qué no colocamos paneles solares en cada casa y en el estacionamiento, además de hacer grandes nuevos? La producción se realiza de forma fragmentada. Estoy convencido de que la energía solar disponible en los hogares y estacionamientos en los Estados Unidos proporcionará toda la energía que necesitamos. De hecho, algunas políticas actuales en los Estados Unidos ya han apoyado este enfoque.

Debido a que los paneles solares de película delgada son livianos, es posible integrarlos en edificios, como hacer techos. La construcción de paneles solares integrados es una idea muy nueva. De hecho, los arquitectos comenzaron a usar materiales solares fotovoltaicos para hacer techos ya en la década de 1980, y los materiales de vidrio que se usan actualmente para hacer techos son costosos y ampliamente cuestionados. El vidrio es transparente, tiene una larga vida y no se ve afectado por el clima, pero es frágil y no es un material ideal para hacer techos.

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