Célula fotoeléctrica
Las células solares tienen muchas aplicaciones. Hace tiempo que se utilizan en situaciones en las que no se dispone de energía eléctrica de la red, como en sistemas de alimentación de zonas remotas, satélites en órbita terrestre y sondas espaciales, sistemas de consumo, por ejemplo, calculadoras de mano o relojes de pulsera, radioteléfonos remotos y aplicaciones de bombeo de agua. Más recientemente, están empezando a utilizarse en conjuntos de módulos solares conectados a la red eléctrica mediante un inversor, a menudo en combinación con la medición neta.
Las células solares se consideran una de las tecnologías clave para el suministro de energía sostenible.
Tres generaciones de desarrollo
Primero
La primera generación de células fotovoltaicas consiste en un diodo de unión p-n de gran superficie y una sola capa, capaz de generar energía eléctrica utilizable a partir de fuentes de luz con las longitudes de onda de la luz solar. Estas células se fabrican normalmente con una oblea de silicio. Las células fotovoltaicas de primera generación (también conocidas como células solares basadas en obleas de silicio) son la tecnología dominante en la producción comercial de células solares, y representan más del 86% del mercado de células solares.
Segundo
La segunda generación de materiales fotovoltaicos se basa en el uso de depósitos de película fina de semiconductores. En un principio, estos dispositivos se diseñaron como células fotovoltaicas de unión múltiple de alta eficiencia. Posteriormente, se observó la ventaja de utilizar una capa fina de material, reduciendo la masa de material necesaria para el diseño de las células. Esto contribuyó a predecir una gran reducción de los costes de las células solares de capa fina. En la actualidad (2007) existen diferentes tecnologías/materiales semiconductores en investigación o en producción en masa, como el silicio amorfo, el silicio policristalino, el silicio microcristalino, el teluro de cadmio y el seleniuro/sulfuro de cobre e indio. Normalmente, la eficiencia de las células solares de capa fina es menor que la de las células solares de silicio (basadas en obleas), pero los costes de fabricación también son menores, por lo que se puede conseguir un precio más bajo en términos de $/vatio de potencia eléctrica. Otra ventaja de la masa reducida es que se necesita menos soporte para colocar los paneles en los tejados y que permite colocar los paneles en materiales ligeros o flexibles, incluso textiles. Esto permite crear paneles solares enrollables portátiles, que pueden caber en una mochila y utilizarse para alimentar teléfonos móviles u ordenadores portátiles en zonas remotas.
Tercero
La tercera generación fotovoltaica es muy diferente de las otras dos, y se define en términos generales como dispositivos semiconductores que no dependen de una unión p-n tradicional para separar los portadores de carga fotogenerados. Estos nuevos dispositivos incluyen las células fotoelectroquímicas, las células solares de polímero y las células solares de nanocristales.
Entre las empresas que trabajan en la tercera generación fotovoltaica se encuentran Xsunx, Konarka Technologies, Inc. Nanosolar y Nanosys. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (http://www.nrel.gov/) también está investigando en este campo.
