Paneles solares de alta eficiencia más baratos

Fabricante chino de paneles solares Suntech Power ha desarrollado un nuevo proceso para fabricar obleas de silicio para células solares que podría reducir el coste de la energía solar entre un 10 y un 20 por ciento.

Cristales solares: Un nuevo panel solar de Suntech incorpora células fabricadas mediante un nuevo proceso de fundición de obleas de silicio. Las células, los cuadrados más pequeños dentro del panel, son mitad monocristalinas (las áreas oscuras de las células) y mitad multicristalinas (las áreas abigarradas).

Las células solares de silicio más eficientes utilizan obleas que consisten en un solo cristal de silicio. Cuando se fabrican mediante el nuevo proceso, estas obleas monocristalinas de alta calidad cuestan aproximadamente lo mismo que las obleas multicristalinas de menor calidad, o potencialmente la mitad que las obleas monocristalinas elaboradas mediante procesos convencionales. (El costo de la oblea es solo una parte del costo de la energía solar, por lo que un proceso que puede costar la mitad solo reduce el costo general entre un 10 y un 20 por ciento).



La idea subyacente al proceso se patentó hace más de 20 años, pero los propietarios de la patente nunca la desarrollaron comercialmente. Las patentes expiraron hace unos tres años, y varias empresas, JA Solar, LDK Solar y Renesola, además de Suntech, anunciaron recientemente que habían logrado que el proceso funcionara.

Stuart Wenham, director de tecnología de Suntech, describió el avance en una conferencia solar esta semana en Seattle y dijo que la compañía ya ha comenzado a vender paneles solares fabricados con el proceso.

Esta noticia puede significar problemas para las empresas en los Estados Unidos y en otros lugares que esperan comercializar nuevas tecnologías solares de película delgada. En teoría, la tecnología de película delgada es más barata por vatio que la tecnología de silicio. Pero a sus fabricantes les ha resultado difícil competir con los fabricantes chinos de paneles solares de silicio convencionales, que han reducido constantemente los costos en parte mejorando las técnicas de fabricación y en parte porque el apoyo del gobierno les ha permitido aumentar la producción rápidamente.

Hacer obleas monocristalinas de alta calidad normalmente implica calentar el silicio a más de 1400 ° C (más alto que su punto de fusión) y luego sumergir un cristal semilla en la masa fundida. Se forma un lingote del que se cortarán las obleas tirando gradualmente de la semilla hacia arriba a medida que el silicio cristaliza a su alrededor. Esto ocurre en el transcurso de uno o dos días, durante los cuales la piscina de silicio debe mantenerse caliente, lo que requiere mucha energía. Tanto el consumo de energía como el lento ritmo de producción encarecen el proceso. La fabricación de lingotes multicristalinos es más rápida y requiere menos energía: el silicio se funde y luego se enfría. No es necesario mantener caliente el silicio, lo que ahorra energía, pero las celdas hechas de estos materiales son mucho menos eficientes.

Suntech ha desarrollado una forma de formar material monocristalino utilizando una versión modificada del proceso multicristalino.

Utiliza cristales semilla, pero en lugar de extraerse gradualmente del silicio (como en el proceso monocristalino convencional), se colocan en el fondo de un crisol y se cubren completamente con silicio fundido. Luego se extrae calor por el fondo del crisol, asegurando que la cristalización comience en el fondo, donde están las semillas.

Este es esencialmente el proceso patentado hace décadas. Refinamientos Suntech ha ayudado a superar uno de los principales desafíos que presenta el proceso: el silicio fundido en contacto con los bordes del recipiente forma sus propias semillas y, como resultado, la placa final de silicio es monocristalina en el interior y multicristalina hacia el exterior. fuera de.

Suntech descubrió cómo mantener el área multicristalina al mínimo: el lingote resultante es un 70 por ciento monocristalino. Las obleas monocristalinas puras se hacen a partir del centro del lingote. También se utiliza el material de los bordes, mitad monocristalino y mitad multicristalino. Las células hechas de esto resultan ser aproximadamente un 10 por ciento más eficientes que las células multicristalinas ordinarias, que es casi tan eficiente como las células puramente monocristalinas.

Wenham dice que el proceso puede utilizar equipos de procesamiento de obleas existentes, por lo que puede ampliarse rápidamente. El proceso podría cambiar las reglas del juego en la energía fotovoltaica, ya que ofrece un rendimiento mucho más alto a costos reducidos, dice.

Wenham dice que Suntech espera que gran parte de la industria adopte una tecnología similar en los próximos dos años. Debido a que el principio básico ya no está patentado, muchas empresas han podido desarrollar sus propias versiones. Él dice que Suntech está buscando patentar tecnologías relacionadas con el uso de nuevos materiales para fabricar paneles solares.

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