Otro enfoque en continuo desarrollo es la combinación de paneles solares con almacenamiento de energía, lo que permite un uso más eficiente de la energía generada. En general, la industria solar se muestra muy activa en la I+D, buscando aumentar la eficiencia de estos sistemas, reducir costes y hacer que la energía solar sea cada vez más accesible para todos.
Perovskita y silicio, una buena pareja
Las células solares de perovskita y silicio se ha situado como uno de los campos más prometedores. Combinan las propiedades de las células de perovskita, que son conocidas por su alta eficiencia y bajo coste de producción, con las ventajas de las células de silicio, las más utilizadas en la industria solar actual.
La italiana 3Sun, propiedad al 100% de Enel Green Power, y la empresa francesa de investigación CEA (Commissariat à l'énergie atomique), lograban el pasado mes de febrero, en un trabajo conjunto, una eficiencia del 30,8% en una célula solar de perovskita-silicio en tándem de 9 cm2, lo que supone un nuevo récord para esta tecnología y podría facilitar la transición hacia su uso a escala industrial.
Aunque de momento está eficiencia está limitada al laboratorio, el logro representa un avance significativo. Hay más desafíos que superar para que estros módulos lleguen a ser habituales en el mercado, como la estabilidad a largo plazo y la escalabilidad de la producción de este tipo de células. En cualquier caso, el sector pronostica que a medida que las investigaciones sigan avanzando, veremos nuevos avances en la eficiencia y la durabilidad de este tipo de células solares.
i-TOPCon para optimizar la captación de la luz
Las células solares de tipo i-TOPCon (Interdigitated Back Contact Tunnel Oxide Passivated Contact) constituyen otra tecnología de última generación que ha demostrado ser muy eficiente en la conversión de energía solar. Combina la pasivación del contacto trasero de la célula con un diseño optimizado, lo que permite una mayor captación de luz y reducir las pérdidas por sombra, lo que conduce a un mejor rendimiento general. Además, las células i-TOPCon son prometedoras en cuanto a costes de producción y escalabilidad.
La compañía china Trina Solar establecía en octubre de 2024 su 27º récord mundial, al lograr una eficiencia del 25,9% en una célula de este tipo. Lo lograba con una célula bifacial i-TOPCon industrial de gran tamaño (210x182 mm). El sustrato utilizado por Trinasolar consistió en una oblea de silicio Cz dopada con fósforo de tipo n, con una alta vida útil de portadores minoritarios. Al integrarlo con un contacto pasivante de óxido de túnel, un emisor avanzado dopado con boro, tecnologías avanzadas de captura de luz y tecnologías sofisticadas de impresión de líneas finas, la compañía asiática lograba la citada deficiencia del 25,9% y rompía el récord de las células TOPCon de tipo n, creado y mantenido por el centro alemán Fraunhofer ISE desde 2017.
Trina Solar comenzó la investigación y desarrollo de células TOPCon en 2015 y en julio pasado poseía ya más de 500 patentes ligadas a esta tecnología. Según defiende, los módulos TOPCon ofrecen un promedio de un 3,15% por vatio más de energía en comparación con los módulos de contacto posterior ("back contact" o BC en inglés), con una ganancia relativa de hasta el 3,4% en un mes.
Nuevos récords con el silicio
Las nuevas células solares de contacto posterior de hetero-unión de silicio de Longi también han batido récord, al lograr, la pasada primavera, una eficiencia del 27,3% en condiciones de laboratorio. Esta es la 17ª vez que la compañía china establece un récord mundial en eficiencia de células solares. El primero lo logró en abril de 2021.
El último informe de certificación del centro alemán Fraunhofer ISE rmuestra que Longi ha batido también el récord mundial de eficiencia de módulos de silicio cristalino con su módulo HPBC 2.0, que ha alcanzado una eficiencia del 25.4%. Longi produce estos módulos en su centro de Jiaxing, reconocido por el Foro Económico Mundial (FEM) como fábrica faro global. El centro es, además, la primera base de fabricación de módulos solares del mundo en unirse a la Red Faro Global (GLN) del FEM.
Sunpower fue la primera compañía en lograr, en 2007, una eficiencia récord (20,3%) con la tecnología IBC (Interdigitated Back Contact), un tipo de célula solar donde los contactos eléctricos están ubicados en la parte posterior, optimizando la superficie frontal para la absorción de luz.
Seguidores solares cada vez más eficientes
Otro campo en constante evolución es el de los seguidores solares. Los más avanzados están diseñados para maximizar la eficiencia y la producción de energía, adaptándose a diferentes condiciones, optimizando el rendimiento a lo largo del tiempo y evolucionando con tecnologías que utilizan inteligencia artificial para optimizar la orientación de los paneles y maximizar la captación de luz a lo largo del día.
Un buen referente de ello lo encontramos en Soltec y el Instituto Fraunhofer de energía solar, que presentaban en julio de 2024 un prototipo de nuevo seguidor solar a dos ejes diseñado para integrarse perfectamente con la última tecnología de módulos micro-CPV de Fraunhofer ISE, que alcanza hasta un 36,5% de eficiencia de conversión utilizando células de multiunión avanzadas. Este nuevo sistema emplea la tecnología de seguidores solares más avanzada de Soltec y se alinea con las tendencias emergentes del sector, como la generación de hidrógeno solar y agrivoltaica.
Otros campos abonados con I+D
La combinación de sistemas solares con baterías de almacenamiento es otro terreno en pleno auge. Esto permite a los usuarios almacenar energía para su uso durante la noche o en días nublados, aumentando la autosuficiencia y la eficiencia del sistema.
Asimismo, se están explorando nuevos materiales y diseños para hacer que los paneles sean más ligeros, eficientes y más fáciles de instalar. Esto incluye el uso de materiales reciclados y técnicas de fabricación más sostenibles. Y como la temperatura exterior afecta de forma directa al rendimiento de los paneles (temperaturas por encima de los 30º C pueden llegar a reducir su eficiencia hasta en un 10%), este es otro aspecto en el que se está trabajando para lograr que no rebasen los 25º C, una temperatura considerada óptima para que ofrezcan su mejor rendimiento. De ahí que los sistemas solares sobre tejado se coloquen sobre una estructura que permite que corra el aire entre el panel y la superficie, generando un efecto de enfriamiento.
El desarrollo de proyectos solares a gran escala en todo el mundo, con inversiones significativas y políticas de apoyo en países que buscan reducir su dependencia de combustibles fósiles y cumplir con objetivos de sostenibilidad, es una tendencia más que está ayudando a que la solar fotovoltaica sea más accesible, eficiente y sostenible en todo el globo. Un ejemplo de ello lo ofrecen Chile y Brasil, que se hansituado entre los líderes mundiales la energía solar.
Este artículo está incluido en el número de marzo de la revista en papel (ER239), que puedes descargar gratis en PDF en este enlace
