Els panells solars fotovoltaics estan formats per diferents tipus de cel·les solars que són els elements que generen electricitat.
Els principals tipus de cel·les fotovoltaiques són els següents:
-
Cel·les solars de silici monocristal·lí (M-Si). La cèl·lula monocristal·lina està constituïda per un únic vidre de silici amb estructura molt uniforme.
-
Cel·les solars de silici policristal·lí (P-Si). Les cèl·lules policristal·lines estan formades per molts cristalls de silici i tenen un menor rendiment.
-
Cèl·lules de capa prima (Thin-Film). S'obté en dipositar diverses capes de material fotovoltaic sobre una base.
Els diferents tipus de cèl·lules fotovoltaiques depenen de la naturalesa i les característiques dels materials utilitzats.
Cel·les solars monocristal·lines
La primera cèl·lula cristal·lina que es va fabricar a l'àmbit industrial és la de silici pur monocristal·lí. Aquests tipus de cèl·lules solars presenten un bon rendiment energètic, però tenen un cost superior a la resta de tipologies. Per aquest motiu, actualment tenen un nivell d'implantació moderat.
Les cèl·lules solars monocristal·lines solen presentar una forma quadrada, amb els cantons arrodonits (abans tenien forma circular). Això és degut al procés de creixement del vidre de silici monocristal·lí que presenta una forma cilíndrica.
Aquestes són les característiques més destacades:
-
El procés d'escalfament és més lent.
-
El seu procés de fabricació és més costós energèticament.
-
És més eficient respecte als altres tipus de cèl·lules solars pel fet que els àtoms de silici estan perfectament alineats.
-
El procés de fabricació és més llarg.
Cel·les solars policristal·lines
En el procés de fabricació del silici policristal·lí, el silici es deixa solidificar lentament en un motlle rectangular i s'obté un sòlid rectangular amb molts vidres.
Els panells solars amb aquest tipus de cel·la són més econòmics, però tenen un rendiment inferior.
Cel·les solars de capa fina
Els mòduls fotovoltaics de "capa fina" no es fabriquen amb cèl·lules individuals, sinó en forma de bandes contínues en què és dipositada sobre un substrat apropiat. Les capes són de silici amorf (a-Si) de 1 o 2 micres de gruix i no necessiten interconnexions interiors.
Una característica d'aquest tipus de panells és que els fotons que no xoquen amb cap electró les travessen gràcies al petit gruix. Aquesta característica possibilita el disseny de panells amb diferents capes superposades.
Un dels tipus de cel·les de capa fina és la cèl·lula amb silici amorf. Les cèl·lules amb silici amorf tenen un rendiment d'aproximadament la meitat del de les cèl·lules cristal·lines, i per això s'estan començant a utilitzar altres tipus de semiconductors
Quins són els tipus de cèl·lules solars de capa fina?
Molts dels materials fotovoltaics es fabriquen amb mètodes de dipòsit diferents en una varietat de substrats. Les cel·les solars de pel·lícula prima solen classificar-se segons el material fotovoltaic utilitzat:
-
Cel·les solars sensibilitzades per colorants (DSC) i altres cel·les solars orgàniques.
-
Indi coure, gal·li i seleni (CIS o CIGS)
-
Telurur de cadmi (CdTe)
-
Silici amorf (a-Si) i altres silicis de pel·lícula prima (TF-Si)
Per què serveixen els sistemes de concentració solar?
Una altra de les línies d'innovació en els darrers anys és la concentració solar, que permet millorar l'aprofitament d'energia renovable per metre quadrat de panell fotovoltaic.
Aquesta tecnologia es basa en la concentració de la radiació solar a una petita superfície mitjançant un concentrador òptic. El concentrador pretén augmentar significativament la radiació solar incident i, per tant, el rendiment energètic.
De tota manera, els sistemes de concentració gairebé només poden aprofitar gairebé la radiació solar directa. Per això aquest tipus de plaques solars necessiten un seguidor solar.
Els sistemes de concentració també s'utilitzen a les plantes solars tèrmiques per a la generació d'electricitat o per obtenir aigua calenta sanitària.
