¿Qué son las células solares de heterounión?

Las células solares de heterounión ofrecen una mayor eficiencia para maximizar el rendimiento de los paneles solares.

La industria fotovoltaica siempre está explorando procesos de fabricación innovadores, ya sean nuevos materiales, células solares o diseños de módulos para maximizar el rendimiento y reducir el costo final de la energía. Una de las últimas tecnologías que se está abriendo camino en el mercado de paneles solares son las células solares con tecnología de heterounión. Estas son una combinación de silicio cristalino clásico y celdas amorfas/de película delgada, que en teoría brindan lo mejor de ambos mundos.

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En este artículo te hablamos sobre las células solares de heterounión, cómo funciona esta tecnología y las ventajas que ofrece.

¿Qué son células solares de heterounión?

Las células solares de heterounión (HJT) combinan dos tecnologías diferentes en una sola célula: una célula de silicio cristalino intercalada entre dos capas de silicio amorfo de “película delgada”. Esta unión formada por los dos tipos diferentes de silicio, es por lo que se denomina tecnología de heterounión.

Esta tecnología fue desarrollada por SANYO (ahora Panasonic) en la década de 1980. Los primeros módulos HJT tenían una eficiencia del 14,4% y producían 170Wp. Hoy en día, las placa con células HJT pueden alcanzar eficiencias máximas de hasta el 22% (25% en laboratorio) y potencias que superan los 400Wp.

Actualmente es el proceso más eficaz de la industria solar para aumentar la eficiencia y la potencia de salida a los niveles más altos. Incluso supera el rendimiento de las células solares PERC, la tecnología de referencia actual de la industria solar. Y esto es gracias a que la tecnología de heterounión combina las ventajas de la absorción de película delgada y las propiedades de pasivación del silicio amorfo, con los beneficios de las células solares de silicio cristalino.

¿Cómo funcionan las células solares con tecnología de heterounión?

Como decíamos, los paneles solares de heterounión están compuestos por tres capas de material fotovoltaico: una capa de silicio cristalino entre dos de silicio amorfo de “película delgada”.

La capa superior de silicio amorfo capta la luz solar antes de que llegue a la capa cristalina, así como la luz que se refleja en las capas inferiores. Sin embargo, el silicio monocristalino, la capa intermedia, es responsable de convertir la mayor parte de la luz solar en electricidad. Por último, detrás del silicio cristalino hay otra capa de silicio amorfo de película delgada. Esta capa final captura los fotones restantes que superan las dos primeras capas, aprovechando al máximo la captura de luz solar.

Para poder producir las estructuras eléctricas de las células solares de heterounión es esencial aplicar capas delgadas de silicio amorfo intrínseco y dopado con fósforo en los dos lados de las células solares tipo n, junto con capas de óxido conductor transparente (TCO) que absorben la energía generada. También existe la posibilidad de dopar con boro; sería el caso de las células solares tipo-p.

Ventajas de las células solares de heterounión

Los principales beneficios de las células solares de heterounión tienen que ver con:

• Mayor eficiencia: la mayoría de los paneles HJT que se encuentran actualmente en el mercado tienen eficiencias que oscilan entre el 19,9% y el 22%. Un ejemplo serían las nuevas placas solares HiHero de Canadian Solar, que alcanzan una eficiencia máxima del 22%. Si bien ya se están reportando eficiencias del 25% y superiores en laboratorio, lo que supone una gran mejora en comparación con otras células monocristalinas convencionales.

• Ahorro en costes: el silicio amorfo utilizado en las células solares de heterounión requiere una fabricación más corta en comparación con otras tecnologías. Debido a su proceso de fabricación simplificado, las células solares de heterounión tienen el potencial de ser más asequibles que las soluciones convencionales.

• Mejor comportamiento antes altas temperaturas: las células solares de heterounión tienen un coeficiente de temperatura más bajo debido a la película delgada: -0,23 %/°C, en comparación con -0,35 %/°C de los paneles estándar. Esto significa que no pierden tanta energía cuando los paneles se calientan al sol, lo que los hace ideales para climas más cálidos.

• Esperanza de vida: en promedio, los módulos fotovoltaicos de película delgada tienen una esperanza de vida de hasta 25 años; mientras que las tecnología de heterounión pueden seguir funcionando perfectamente durante más de 30 años.

¿Cuál es el futuro de la tecnología de heterounión?

Dadas las diversas ventajas de las células solares de heterounión, es probable que más empresas sigan adoptando esta tecnología en un futuro próximo. Si bien la tecnología PERC ha sido una opción popular en la industria durante muchos años, su complejo proceso de fabricación no puede competir con la HJT. Además, PERC no ofrece el beneficio de rendimiento a alta temperatura de HJT.

Se estima que el crecimiento del mercado para la tecnología HJT será mucho más rápido que para los tipos de celdas tradicionales.

La hoja de ruta de tecnología internacional para fotovoltaica (ITRPV) predijo recientemente que la cuota de mercado de células solares de heterounión crecería hasta el 10% para 2025 y el 18% para 2031.

Habrá que prestar atención a si la tecnología HJT se convierte en algo más que una parte de nicho del mercado. Pero las innovaciones anteriores en la eficiencia fotovoltaica, como las células partidas y la tecnología PERC, se generalizaron rápidamente una vez que los grandes fabricantes las adoptaron. Así que cabe que ocurra algo similar con las placas con células solares de heterounión.

Si quieres saber más sobre este tipo de tecnologías, puedes consultar nuestro artículo: Todo lo que necesitas saber sobre las células solares.

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