La energía solar se considera cada vez más una posible solución al dilema energético mundial, dado que el planeta sufre el inminente agotamiento de los combustibles fósiles y la grave contaminación que estos generan. Las células solares representan una forma viable de transformar la energía solar en energía eléctrica utilizable, entre las diversas maneras de generar energía a partir del sol. Y, entre todos los tipos de células solares, las de telururo de cadmio se han considerado durante mucho tiempo una opción prometedora para la creación de células solares fiables y a un precio razonable.
Después de las células solares basadas en silicio cristalino, las células solares fotovoltaicas de telururo de cadmio son la tecnología de células solares más utilizada a nivel mundial. Existen alternativas rápidas y asequibles a las tecnologías fotovoltaicas tradicionales basadas en silicio , como las células solares fotovoltaicas de película delgada de CdTe.
Las células solares de telururo de cadmio (CdTe) utilizan capas delgadas de este semiconductor para convertir la luz solar absorbida en energía. Una capa de pasta de carbono dopada con cobre actúa como electrodo inferior, mientras que el óxido de estaño (SnO2) o el óxido estannoso con base de cadmio (Cd2SnO4) forman el electrodo superior . El sulfuro de cadmio (CdS) se sitúa entre la capa superior y el telururo de cadmio.
¿Son eficientes las células solares de calcio?
Sí, las células solares de calcio son eficientes. Desde 2001, la mejor eficiencia de las células se ha estabilizado en torno al 16.5 %. La posibilidad de aumentar la corriente se ha aprovechado casi por completo, pero problemas más complejos relacionados con la calidad de la unión, las características del CdTe y el contacto no se han resuelto con la misma eficacia.
Para aumentar la eficiencia de las celdas, es necesario mejorar el dopaje del CdTe y comprender mejor los pasos esenciales de producción, como la recristalización del cloruro de cadmio y el contacto entre electrodos. Dado que el CdTe posee la banda prohibida ideal para dispositivos de unión simple, es lógico pensar que las celdas de CdTe producidas en masa deberían alcanzar eficiencias cercanas al 20 % (como ya se ha demostrado en aleaciones de CIS).
¿Cuáles son las ventajas de las células solares de calcio?
A continuación se presentan algunos beneficios del uso de células solares de calcio:
- Las características de dos formas diferentes de moléculas de cadmio, el sulfuro de cadmio y el telururo de cadmio, permiten la conversión de la energía solar en electricidad. Por consiguiente, la fabricación se simplifica en comparación con el laborioso proceso de combinar dos tipos diferentes de silicio dopado en un panel solar de silicio, utilizando únicamente una mezcla básica de moléculas para obtener las cualidades deseadas.
- El telururo de cadmio es una buena opción para la luz solar porque absorbe la luz en una longitud de onda casi perfecta, lo que le permite capturar energía en longitudes de onda más cortas que las que pueden hacerlo los paneles de silicio.
- El cadmio es abundante. Dado que se fabrica como subproducto de otros metales industriales importantes, como el zinc, es abundante y no experimenta las grandes fluctuaciones de precio que han experimentado los precios del silicio en los dos últimos años.
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¿Cuáles son las desventajas de las células solares de calcio?
En comparación con las células solares de silicio, los paneles solares de telururo de cadmio tienen actualmente una eficiencia del 10.6 %, considerablemente menor. El telurio no es tan abundante como el cadmio. Solo hay entre 1 y 5 partes por mil millones del elemento telurio (Te) en la corteza terrestre.
Según el USGS , la producción mundial de telurio en 2007 ascendió a 135 toneladas métricas . La mayor parte proviene de un subproducto del cobre, mientras que cantidades menores proceden del plomo y el oro.
La cantidad de módulos fotovoltaicos de CdTe que se pueden fabricar eventualmente estará limitada por el suministro de telurio, que sería necesario para fabricar un gigavatio (GW) de módulos fotovoltaicos de CdTe (con las eficiencias y espesores actuales) requeriría aproximadamente 93 toneladas métricas.
En los últimos años, las células solares de CdTe han experimentado un aumento asombroso en eficiencia. Además, una importante cantidad de literatura científica respalda el impacto ambiental excepcionalmente mínimo de esta tecnología.
Incluso las críticas desfavorables demuestran lo inusual que es que los módulos rotos liberen una cantidad significativa de cadmio al suelo. Además, no habrá exposición al cadmio en caso de incendio. Además, esta fantástica tecnología es completamente limpia gracias al carácter totalmente reciclable de los módulos de CdTe.
