Los expertos hablan de hasta cuatro generaciones para referirse a la evolución de los paneles solares fotovoltaicos. Las actuales células, basadas en silicio, podrían ser reemplazadas en unos años por otros materiales y tecnologías muy diversas. Sus responsables persiguen aumentar la eficiencia energética de estos dispositivos, abaratar sus costes de producción y logar una gran variedad de aplicaciones que les permita competir con los combustibles fósiles o la energía nuclear.
Las placas solares fotovoltaicas se basan en dos obleas o láminas con materiales semiconductores. Ambas utilizan unos elementos químicos, denominados "dopantes", que fuerzan a una de las planchas a tener un exceso de electrones (carga negativa, N) y a la otra, a una falta de estos (carga positiva, P). Esta unión P-N genera un campo eléctrico con una barrera de potencial que impide que se trasvasen electrones entre las planchas.
Cuando se expone esta unión P-N a la radiación solar, los fotones de la luz transmiten su energía a los electrones. Con este aporte, rompen la barrera de potencial y salen del semiconductor por un circuito exterior, de manera que se produce corriente eléctrica. Las placas fotovoltaicas se componen de células, el módulo más pequeño capaz de producir electricidad.
El silicio es el material más utilizado para estos paneles fotovoltaicos, si bien se fabrica de formas diferentes. El silicio puro monocristalino permite un rendimiento en los paneles comerciales del 16%, pero su precio es caro. El silicio puro policristalino, reconocible por su aspecto granulado, es más barato pero logra un rendimiento del 14%. El amorfo se utiliza en pequeños aparatos, como calculadoras, relojes o paneles portátiles de menor tamaño. Su rendimiento es del 8%. Los científicos trabajan con otros materiales, como el teleruro de cadmio o los sulfuros y seleniuros de indio para ampliar el abanico de posibilidades.
Las placas solares pueden ser fijas, muy típicas en los tejados, o dinámicas, gracias a los seguidores solares. Estos dispositivos mejoran el rendimiento de los paneles, ya que su misión consiste en seguir al Sol desde su salida hasta la puesta. También se puede extraer rendimiento de las placas solares fotovoltaicas mediante su fusión con otros sistemas renovables: un sistema mixto eólico-solar o solar fotovoltaico-térmico son algunas posibilidades.
Estas placas se comercializan en la actualidad de forma mayoritaria, gracias a su alta eficiencia, que podría llegar en teoría a un máximo del 33%. Su alto precio y su fragilidad han llevado a los investigadores a probar otros materiales y sistemas que permitan nuevas generaciones de paneles.
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