Varias tecnologías de película delgada pueden revolucionar los sistemas fotovoltaicos para dispositivos IoT
La industria fotovoltaica ha sido testigo de varias mejoras nuevas, abaratando los procesos de fabricación y aumentando la eficiencia de conversión de energía. Las células solares de película delgada se consideran el futuro de la tecnología solar, ya que presentan varias ventajas, como una mayor eficiencia en la recolección de energía en interiores, una fabricación más sencilla, menores costos y un menor impacto ecológico que las células fotovoltaicas (PV) convencionales.
Además, están surgiendo aplicaciones portátiles modernas, en las que las células solares convencionales no son adecuadas debido a su volumen, rigidez y peso. Los fotovoltaicos de película delgada son significativamente más livianos y adecuados para aplicaciones donde se requiere flexibilidad y menos peso.
Los módulos solares de película delgada se pueden integrar en detectores de humo, sensores de movimiento, pantallas electrónicas más pequeñas y otros dispositivos de factor de forma pequeño para eliminar las baterías o el cableado externo. Esta ventaja los hace más ecológicos. Estas celdas también son adecuadas para la construcción de fachadas o estructuras débiles. Además, se pueden hacer semitransparentes para su implementación en Windows.
Los analistas de IDTech predicen que el mercado de los fotovoltaicos de película delgada será testigo de una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 10 % en los próximos diez años, gracias a tecnologías emergentes como los fotovoltaicos de perovskita.
Costos vs. Eficiencia y Durabilidad
Las células solares de película delgada están destinadas a la pequeña electrónica autoalimentada y al sector IoT (Internet de las cosas), que se espera que crezca significativamente en los próximos años. Para estas aplicaciones, la alta potencia y la alta eficiencia no son requisitos estrictos. Aunque la tecnología de película delgada siempre ha sido más barata pero menos eficiente que la tecnología solar convencional basada en silicio, los ingenieros creen que las células fotovoltaicas con una eficiencia del 10-15% podrían ser suficientes para operar la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles.
Otra característica que las películas delgadas intercambian por costos es la durabilidad. Muchos dispositivos están destinados a un uso a corto plazo, ya que se actualizan con modelos más nuevos, lo que reduce la necesidad de células solares de larga duración. Si los precios son más bajos y las celdas pueden demostrar un rendimiento viable, pueden reemplazar las baterías en dispositivos electrónicos portátiles.
Potenciales tecnologías de película delgada
Dos tecnologías principales de película delgada son el telururo de cadmio (CdTe) y el seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), y CdTe domina actualmente el mercado de película delgada. Ha habido preocupaciones sobre la escasez de telurio, pero se espera que el mercado se mantenga debido a las iniciativas de recuperación y reciclaje.
Las células solares CIGS se fabrican depositando una fina capa de solución CIGS sobre sustratos junto con los electrodos. La solución tiene un alto coeficiente de absorción y absorbe fuertemente la luz solar. Por lo tanto, las células requieren películas más delgadas de material activo. Aunque CIGS supera a la tecnología de polisilicio a nivel de celda, la eficiencia de su módulo es aún menor. Los analistas de mercado predicen que los PV de perovskita superarán la tecnología CIGS en los próximos años.
Las células fotovoltaicas de perovskita son fáciles de fabricar, no utilizan materiales tóxicos o de tierras raras y son adecuadas para aplicaciones de alta densidad de potencia en interiores y exteriores. Estas células solares utilizan un compuesto de estructura de perovskita como capa activa captadora de luz. Esta tecnología ha mostrado ganancias de eficiencia notables recientemente y ha demostrado ser una solución escalable.
Sin embargo, las células solares de perovskita son menos duraderas en comparación con la tecnología convencional basada en silicio. Sin embargo, siguen siendo adecuados para dispositivos electrónicos de baja potencia y algunos sistemas grandes para exteriores.
Otra tecnología menos duradera es la tecnología fotovoltaica orgánica, que utiliza moléculas orgánicas para absorber la luz. Su vida útil suele ser de cinco años, suficiente para el uso a corto plazo de la electrónica. Sin embargo, la tecnología de perovskita es superior debido a su fabricación más sencilla.
Las células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) son otro competidor en este segmento para el cual, al igual que los fotovoltaicos orgánicos, el rango de aplicación se limita a la electrónica de uso a corto plazo debido a su corta vida útil. En los DSSC, se forma un semiconductor entre un ánodo fotosensibilizado que absorbe fotones y un electrolito para crear un sistema fotoquímico. Sin embargo, son sensibles a altas y bajas temperaturas. A altas temperaturas, el electrolito se expande, haciéndolo inutilizable. A bajas temperaturas, puede congelarse.
Algunas de estas tecnologías de película delgada ya han llegado al mercado. Hay auriculares inalámbricos alimentados por DSSC, y Adidas ha anunciado recientemente una asociación con un fabricante de DSSC. Las células solares orgánicas son útiles en sensores y contadores a pequeña escala. Además, los ingenieros y analistas creen que los fotovoltaicos de perovskita se unirán pronto a este floreciente mercado.
Fuente: www.eepower.com