Los módulos de película fina rara vez se utilizan en casas particulares. La razón de esto es la baja eficiencia de las células de película delgada. Pero eso no significa que los módulos de película delgada deban evitarse por principio. Te explicamos lo que debes saber sobre las células solares de película delgada y cuándo vale la pena usarlas.
¿Qué es un módulo de película fina?
Un módulo de película delgada es un módulo fotovoltaico delgado como una oblea que es mucho más fácil de producir que un módulo fotovoltaico cristalino convencional, ya que los materiales simplemente se depositan en forma de vapor sobre un material portador. Esto hace que los módulos de película delgada sean significativamente más baratos. Pero la temperatura y el comportamiento de la luz débil también se mejoran en comparación con los módulos estándar. Sin embargo, la mayor desventaja de los módulos de película delgada es su baja eficiencia de solo 10-13%. Por lo tanto, los módulos de película delgada rara vez se usan en casas privadas, porque se requiere una superficie de techo considerablemente mayor para la misma potencia fotovoltaica.
Material de las células solares finas
La mayoría de los módulos fotovoltaicos utilizan silicio monocristalino o policristalino. Los módulos de película delgada, por otro lado, están hechos principalmente de silicio amorfo no cristalino. El silicio amorfo tiene una alta capacidad de absorción de ondas electromagnéticas en el rango espectral óptico y del infrarrojo cercano. Por tanto, es ideal para su uso en módulos solares con capas especialmente delgadas.
Además del silicio amorfo, también se pueden utilizar otros materiales semiconductores para módulos de película fina. También se utilizan con frecuencia
telururo de cadmio (CdTe) y diselenuro de cobre, indio, galio (CIGS). La característica especial de los módulos CIGS es que pueden absorber la radiación solar directa e indirecta de todos los lados y convertirla en electricidad y así lograr niveles de eficiencia significativamente más altos que los módulos normales de película delgada (15% y más).
Un módulo de película delgada tiene un grosor de solo 1 a 5 micrómetros y, por lo tanto, es cien veces más delgado que las células monocristalinas o policristalinas convencionales.
Fabricación de las células solares finas
La fabricación de módulos de película fina es menos complicada que la de módulos fotovoltaicos cristalinos. Mientras que en las células solares monocristalinas y policristalinas, un bloque de silicio sólido debe cortarse en rodajas finas, las células solares, el silicio amorfo (u otro material) de las células solares de película fina se depositan simplemente en vapor o se pulverizan sobre un material portador. Como resultado de la deposición de vapor, las células solares de película delgada son más delgadas y también más ligeras que las células solares estándar. El material portador más comúnmente utilizado para las células solares de película delgada es el vidrio, pero también se utilizan metales y plásticos.
La eliminación de la producción de obleas que consume mucho tiempo también se refleja en el precio de un módulo de película delgada. Actualmente, las células solares cristalinas normales no se pueden hacer significativamente más delgadas porque las sierras de alambre utilizadas no pueden cortar las obleas con mayor precisión. El fabricante más conocido de módulos solares de película delgada es First Solar.
Costos de las células solares de película fina
Mientras que los módulos solares monocristalinos y policristalinos costarán alrededor de € 1.100 a € 1.400 por kWp (incluida la instalación) en 2020, los precios de los módulos de película delgada son solo de € 750 a € 1.200 por kWp. Sin embargo, se debe tener en cuenta que se necesitan alrededor de 1,5 a 2 veces más módulos de película delgada para lograr el mismo rendimiento que los módulos fotovoltaicos monocristalinos.
Eficiencia solar de las células de película delgada
La eficiencia promedio de los módulos de película delgada está muy por debajo de la eficiencia de los módulos cristalinos. Si bien al principio solo se podían lograr eficiencias del 4 al 10%, hoy en día son comunes las eficiencias del 10 al 13%.
Algunos fabricantes ya han podido demostrar grados de eficiencia significativamente más altos. Calyxo GmbH, por ejemplo, informó un aumento en la eficiencia de sus módulos de película delgada de telururo de cadmio de 13 a un promedio de 16,5 por ciento este verano. First Solar tiene un módulo de la serie 6 con una eficiencia de más del 17%, que también se basa en la conocida tecnología de película delgada de telururo de cadmio (CaTe). Por supuesto, se debe pagar un precio más alto por estos módulos de alto rendimiento.
Ventajas y desventajas de los módulos de película fina
Beneficios
- Más económico
- Peso ligero
- Alta eficiencia en condiciones de poca luz
- Sensibilidad a bajas temperaturas
- Los módulos no tienen marco y tienen poca acumulación de suciedad
- Reducción del tiempo de amortización de la energía (1-2 años en lugar de 2-3,5 años)
Desventajas
- Baja eficiencia y, por lo tanto, gran necesidad de espacio
- No son muy estables debido al marco faltante y al difícil montaje
- Compatibilidad difícil (sistemas de montaje especiales)
- Mayor degradación del módulo
- Solo unos pocos proveedores y fabricantes trabajan con estas células solares
Comparación de módulos de película fina y de película gruesa (módulos monocristalinos y policristalinos)
PELÍCULA DELGADA | PELÍCULA GRUESA | |
| Material | silicio amorfo, telururo de cadmio, diselenuro de cobre, indio, galio (CIGS) | silicio monocristalino, silicio policristalino |
| Eficiencia del módulo | 10-13% | 15-22% |
| Degradación del módulo | 0,3-0,5% | 0,1-0,3% |
| Peso | 3-10 kilogramos | 8-23 kg |
| Tiempo de recuperación de energía * | 1-2 años | 2-3,5 años |
| Precio | € | €€ |
| Montaje | difícil porque no hay marco de módulo | sencillo |
| Compatibilidad | Se requieren sistemas de montaje especiales, no compatibles con todos los inversores (a menudo solo inversores con transformador) | bueno ya que los módulos cristalinos son estándar |
| Solicitud | Condiciones de ubicación subóptimas (por ejemplo, luz débil), baja capacidad de carga del techo, fachadas, grandes áreas | De aplicación universal, especialmente adecuado para áreas de techo pequeñas (por ejemplo, casas unifamiliares) |
Conclusión
El uso de módulos de película delgada no vale la pena para la mayoría de las casas unifamiliares, ya que los módulos fotovoltaicos cristalinos pueden utilizar mejor el área del techo existente debido a su mayor eficiencia. Con un módulo monocristalino de alto rendimiento con un 22% de eficiencia y 400 W, se puede lograr significativamente más rendimientos en el área del techo disponible que con un módulo de película delgada con solo un 12% de eficiencia.
El precio más bajo de los módulos de película delgada tampoco puede ser un factor decisivo, ya que las ventajas económicas de los mayores rendimientos a largo plazo cuando se utilizan módulos solares cristalinos superan esto. Además, debido a su grosor y al marco del módulo, los módulos cristalinos son significativamente más robustos y, por lo tanto, más fáciles de ensamblar que los módulos de película delgada, en su mayoría sin marco.
Sin embargo, en casos individuales, el uso de módulos fotovoltaicos de película delgada también puede tener sentido en viviendas unifamiliares. Por ejemplo, si tienes demasiado espacio disponible en el techo o si las condiciones de irradiación no son óptimas, porque las células solares de película delgada logran altas eficiencias incluso con una baja incidencia de luz. Finalmente, un módulo de película delgada también puede ser una alternativa si la estructura de tu techo solo puede soportar cargas bajas.
