La Ley de Reducción de la Inflación de 2022 (IRA) ha impulsado aún más la expansión de la energía fotovoltaica de CdTe al incentivar la fabricación nacional de energía fotovoltaica, y con la incertidumbre de los aranceles de importación mundiales, es probable que la producción de energía fotovoltaica de CdTe en EE. UU. crezca aún más.
Sin embargo, a pesar de sus ventajas, la energía fotovoltaica de CdTe se enfrenta a algunos retos. La principal preocupación es la escasez de teluro, un elemento raro crucial para las células solares de CdTe. La escasez en el futuro podría provocar volatilidad en los precios y restringir la capacidad de producción. En 2023 se produjeron 640 toneladas métricas de teluro refinado, frente a las 584 toneladas métricas de 2022, y la demanda sigue aumentando debido a su uso en los crecientes mercados fotovoltaico y termoeléctrico. En respuesta a ello, First Solar ha puesto en marcha una iniciativa de reciclaje a nivel mundial para recuperar el 90 % de los materiales de los módulos usados, incluidas las capas absorbentes de CdTe y los sustratos de vidrio. Aunque las tasas actuales de reciclaje del teluro siguen siendo bajas debido a la larga vida útil de los módulos solares, es probable que las primeras instalaciones que alcancen el final de su vida útil a partir de 2025 impulsen el suministro de teluro secundario.
A pesar de su longevidad y rentabilidad, es poco probable que la energía fotovoltaica de CdTe suponga un reto para la energía fotovoltaica de silicio a gran escala. Sin embargo, IDTechEx prevé que el CdTe seguirá dominando el mercado de la energía solar de capa fina, al menos hasta que el auge de una nueva tecnología muy prometedora comience a cambiar el panorama.
La energía fotovoltaica de perovskita impulsará el mercado de la energía solar de capa fina y competirá con la energía fotovoltaica de CdTe
La energía fotovoltaica de perovskita es una tecnología solar de capa fina emergente que ha despertado un gran interés en el mundo académico y la industria. Esta tecnología funciona de manera similar a las tecnologías fotovoltaicas de CdTe y silicio, pero utiliza un semiconductor basado en perovskita como capa activa. Las perovskitas son una clase de materiales con una estructura cristalina cúbica en forma ABX3. En las perovskitas semiconductoras, el sitio A contiene grandes cationes orgánicos (como metilamonio o formamidinio), el sitio B contiene plomo o estaño, y el sitio X está formado por ionenes haluros.
La fabricación de células solares de perovskita es compatible tanto con el proceso lámina a lámina como con el rollo a rollo, lo que permite una fabricación escalable y automatizada, lo cual es muy atractivo desde el punto de vista financiero. La síntesis de perovskita también requiere materias primas relativamente abundantes y baratas, lo que contribuye a reducir considerablemente los costes de fabricación. IDTechEx prevé que, a finales de la década, el coste de la energía fotovoltaica de perovskita será considerablemente inferior al de otras tecnologías de capa fina alternativas, así como al de la energía fotovoltaica de silicio, lo que acelerará su adopción comercial.
Más allá de las células de perovskita de unión simple, los investigadores están explorando arquitecturas de dispositivos en tándem para aumentar aún más los niveles de eficiencia. Las tecnologías de unión simple, como el silicio, el CdTe o otras capas finas alternativas, se están acercando a un límite de eficiencia teórico de alrededor del 30 %. Para superar esta limitación, las perovskitas pueden integrarse con otros materiales solares para crear células de unión múltiple, que pueden alcanzar eficiencias teóricas de hasta el 43 %. Entre las tecnologías en tándem más prometedoras que están despertando el interés comercial se encuentran la perovskita/silicio y la fotovoltaica totalmente de perovskita. La naturaleza de la fotovoltaica de perovskita hace que su impacto en las propiedades mecánicas generales del dispositivo solar subyacente sea mínimo.
La energía fotovoltaica de perovskita está empezando a entrar en la fase inicial de comercialización, y muchos jugadores del sector la reconocen como el próximo gran avance en la tecnología solar. El rápido ritmo de la innovación, el aumento de la inversión y la expansión prevista del mercado fotovoltaico de perovskita están contribuyendo a impulsar el sector de la energía solar de capa fina. IDTechEx prevé que, para 2035, la energía fotovoltaica de perovskita representará más del 40 % de todas las instalaciones solares de capa fina, lo que supone un cambio importante en el sector.
Autora: Maia Benstead, analista tecnológica de IDTechEx
