Aunque los paneles solares de células PERC o HJT están un paso por encima de otros tipos de paneles convencionales, los que incorporan las células solares IBC (Interdigitated Back Contact, células de contacto trasero interdigitado) van más allá. Aportan una eficiencia, un rendimiento energético y una fiabilidad aún mejores. Las analizamos en este post.
Peculiaridades de las células solares IBC
Los paneles construidos con células IBC son actualmente los más eficientes del mercado (22-24 %). Hay varias razones que explican este dato, siendo las dos principales las siguientes. En primer lugar, utilizan un sustrato de silicio tipo N de alta calidad. Y, en segundo lugar, no hay pérdidas por sombreado de los contactos colectores de corriente frontales, dado que, en estas células, todos los contactos están situados en la parte trasera del dispositivo. Lo ilustra la siguiente figura:
Las células solares IBC han entrado en el mercado recientemente y suponen una novedad importante, por lo que voy a explicar con algún detalle su estructura constructiva y principio de funcionamiento. Las células IBC son probablemente una de las tecnologías más complicadas utilizadas para fabricar paneles solares, pero también ofrecen valores de eficiencia muy elevados. De hecho, como veremos en el próximo post, el panel más eficiente del mercado es de este tipo de células.
Como ya hemos visto, las células solares tradicionales funcionan con contactos frontales y traseros en la célula. Los contactos frontales “tapan” parte de la superficie sobre la que incide la radiación, lo que produce limitaciones en la eficiencia que se puede alcanzar con estos dispositivos.
Las células IBC funcionan de acuerdo con una idea diferente. En lugar de colocar los contactos en la parte frontal y en la trasera de la célula, ambos se sitúan en su parte trasera. Esto les permite lograr una mayor eficiencia debido a la reducción del sombreado en la parte delantera de la célula. Mientras que, al mismo tiempo, los pares electrón-hueco generados por la luz absorbida se siguen recogiendo en la parte trasera de la célula, mediante una estructura metálica interdigitada; algo parecido a dos “peines” con sus diferentes “púas” (electrodos) intercalados entre ellos.
La idea de este dispositivo es antigua (los primeros artículos donde se describió el concepto IBC se publicaron en la década de 1970), pero ha llegado al mercado fotovoltaico hace pocos años debido a lo difícil de su puesta en práctica a costes competitivos. La siguiente imagen muestra un esquema de la disposición de los contactos en la parte trasera del dispositivo:
Ventajas de las tecnología IBC
Las ventajas de la tecnología IBC podemos centrarlas en los siguientes aspectos:
- Son los paneles solares de mayor eficiencia disponibles en la actualidad, lo que reduce los costes de instalación y maximiza la cantidad de energía producida.
- Mayor eficiencia significa que se necesitan menos paneles para obtener una determinada cantidad de energía, lo que deja espacio para añadir paneles a una instalación.
- Tienen una tasa de degradación con el tiempo menor que otros paneles, entre dos y tres veces inferior a la de los paneles convencionales. Esto significa que producirán más energía durante la vida útil del sistema.
- Exhiben un mejor rendimiento a temperaturas más altas.
Junto a estas ventajas, hay un “pero” obvio: el coste inicial de la instalación es superior al de cualquier otra tecnología. En el siguiente vídeo publicitario de SunPower, se pueden ver algunos detalles constructivos de estas células:
La siguiente tabla recoge una comparativa entre algunas propiedades de las células PERC y las IBC:
Perspectivas
La evolución prevista para la eficiencia de las diversas tecnologías mencionadas en este post y en los dos anteriores se muestran en el siguiente gráfico:
Una vez analizadas las distintas categorías de células hegemónicas en el mercado actual, en los siguientes post entraré en detalles relacionados con los paneles fotovoltaicos comerciales en los que se integran.
