Tipus de cèl·lules solars: monocristal·lines, policristalines, pel·lícula fina

A les regions assolellades del planeta, on el subministrament elèctric convencional és impossible o poc pràctic i la instal·lació d'un aerogenerador per algun motiu no és adequada, es poden utilitzar plaques solars (bateries). Els conjunts de plaques solars d'alta potència s'instal·len als terrats de les cases particulars, als jardins, als vaixells, als fanals. Les bateries solars portàtils s'utilitzen per carregar aparells i bateries mentre es viatja, per alimentar walkie-talkies.

Els panells solars són fiables, no tenen peces mòbils, no estan subjectes a desgast mecànic com els aerogeneradors, per això són molt duradors i poden servir al seu propietari de manera fiable durant dècades. Vegem què són les plaques solars, els seus principals tipus.

Cèl·lules solars monocristal·lines

Els panells solars monocristal·lins tenen un to tradicional negre o blau fosc. Aquests panells estan emmarcats per un marc d'alumini i coberts amb vidre resistent als impactes.

Les cèl·lules solars monocristallines només estan fetes de silici pur.Una fusió de silici pur es solidifica lentament en contacte amb una llavor, produint així un monocristall de silici cilíndric que fa uns 20 cm de diàmetre i fins a 2 metres de llarg.

El lingot de silici pur resultant es talla en plaques d'uns 300 μm de gruix cadascuna. L'eficiència d'aquests elements arriba al 19%, perquè en aquesta multiestructura els àtoms estan disposats de manera que proporcionen als electrons una mobilitat corresponent, i les bateries d'ells mostren una major eficiència energètica.

Les plaques estan equipades amb elèctrodes metàl·lics en forma de reixetes. Normalment, les cèl·lules individuals de les bateries monocristal·lines tenen forma de quadrats amb cantonades tallades.

Aquests elements són bastant eficients, els dissenys industrials mostren una eficiència real al voltant del 16%, per tant, els elements d'aquest tipus són més cars per 1 watt que els policristalins. La seva vida útil és molt llarga, pot arribar als 50 anys.

Cèl·lules solars policristalines

Les cèl·lules solars policristalines de color blau brillant són molt més barates que les monocristal·lines. Els elements per a ells no estan fets d'un sol cristall de silici, de manera que els àtoms de silici estan disposats aquí de manera aleatòria.

Ara l'eficiència mitjana d'un panell policristalí és de la regió del 13-15%. Tanmateix, per la seva àmplia disponibilitat, aquest tipus de cèl·lules és molt habitual entre els consumidors que volen accedir a l'energia solar de la manera més econòmica possible.

El gran inconvenient dels elements policristalins és que presenten una fragilitat extrema durant el transport. La seva vida útil màxima és de 25 anys.El procés de producció industrial d'elements policristalins està millorant amb el pas del temps, per la qual cosa hi ha esperança que en el futur es posin al dia dels monocristal·lins en termes d'eficiència.

Cèl·lules solars de pel·lícula fina

Cèl·lules solars de pel·lícula fina més barat de fabricar que el silici monocristal·lí i policristalí. Es basen en pel·lícules de polímer, silici amorf, alumini, telurur de cadmi i altres semiconductors, que ja s'utilitzen en la fabricació de carregadors per a gadgets, en forma de petites cèl·lules solars plegables.

Les bateries d'aquest tipus ocupen 2,5 vegades més superfície que les cristal·lines a la mateixa potència, però poden funcionar fins i tot en temps ennuvolat amb llum dispersa durant el temps ennuvolat, i les bateries es poden col·locar no només al terrat de l'edifici, sinó fins i tot a les seves parets. Per tant, l'ús de bateries de pel·lícula fina es justifica en la construcció de centrals solars relativament grans, quan hi ha la superfície necessària per a la seva col·locació.

Són els panells de pel·lícula prima que són especialment populars avui en dia en sistemes que funcionen a escala industrial amb inversors connectats a la xarxa que subministren electricitat a la xarxa pública. Aquests sistemes requereixen un controlador d'alta tensió i un inversor especial, que es diferencia dels domèstics convencionals que s'utilitzen amb les habituals bateries monocristal·lines i policristalines.

Tot i que les cèl·lules solars de pel·lícula prima fetes de silici amorf tenen una eficiència mitjana del 7%, són les més barates pel que fa als costos de producció de totes les plaques solars. El telurur de cadmi té una eficiència mitjana de l'11% i és una mica més car que les bateries de silici amorf.Les cèl·lules solars a base de coure, indi, gal·li i seleni són les bateries de pel·lícula fina més eficients, la seva eficiència arriba al 15%.

Vegeu també:Eficiència de cèl·lules i mòduls solars