¿Cuáles son las diferentes generaciones de células solares?

Hay tres generaciones básicas de células solares, aunque una de ellas todavía no existe, y la investigación está en curso. Se designan como primero, segundo y tercero, y difieren según su costo y eficiencia.

La primera generación son de alto costo y alta eficiencia. Estas células solares se fabrican de manera similar a las computadoras, con silicio extremadamente puro, usan una sola unión para extraer energía de los fotones y son muy eficientes, acercándose a su eficiencia teórica máxima del 33%. En 2007, los productos de primera generación representaron el 89,6% de la producción comercial, aunque la cuota de mercado ha disminuido desde entonces. Los procesos de fabricación que se utilizan para producirlos son inherentemente caros, lo que significa que estas células pueden tardar años en pagar sus costos de compra. No se cree que las células de primera generación puedan proporcionar energía más rentable que las fuentes de combustibles fósiles.

La segunda generación, que ha estado bajo un intenso desarrollo durante la década de 1990 y principios de 2000, son células de bajo costo y baja eficiencia. Estas son con frecuencia células solares de película delgada, diseños que utilizan materiales mínimos y procesos de fabricación baratos. Los materiales más populares utilizados para este tipo son selenio de cobre, indio y galio, teluro de cadmio (CdTe), silicio amorfo y silicio micromorfo.

Un ejemplo estándar de celdas de segunda generación serían las fabricadas por Nanosolar, que utiliza una máquina especial para imprimir las celdas a una velocidad extremadamente rápida. Aunque estas celdas tienen solo un 10-15% de eficiencia de conversión, la disminución del costo compensa con creces este déficit. Las celdas de segunda generación tienen el potencial de ser más rentables que los combustibles fósiles.

Las células solares de tercera generación son solo un objetivo de investigación y todavía no existen. El objetivo de la investigación de energía solar es producir celdas de bajo costo y alta eficiencia. Es probable que se trate de células de película delgada que utilizan enfoques novedosos para obtener eficiencias en el rango de 30-60%. Algunos analistas predicen que las células de tercera generación podrían comenzar a comercializarse en algún momento alrededor de 2020, pero esto es solo una suposición. Las tecnologías asociadas con los productos de tercera generación incluyen celdas fotovoltaicas de múltiples funciones, celdas en tándem, celdas nanoestructuradas para captar mejor la luz incidente y el uso de la generación térmica en exceso para mejorar los voltajes o la recolección de portadores.