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2023-09-22
El desarrollo de la tecnología de módulos fotovoltaicos se remonta a finales del siglo XIX, cuando los físicos descubrieron que ciertos materiales podían convertir la luz solar en electricidad.Con el tiempo, los investigadores han dominado las técnicas para fabricar células solares y están mejorando y optimizando constantemente el diseño y el rendimiento de estas células.En este artículo se describirá en detalle la historia de desarrollo de la tecnología de módulos fotovoltaicos.
Célula solar de primera generación (1954)
La primera generación de células solares fue inventada por investigadores de los Laboratorios Bell en 1954.Este tipo de célula está hecha de material de silicio y se llama célula solar de silicio monocristalino.La eficiencia de este tipo de baterías es muy baja, sólo alrededor del 6%, pero abre el camino para la investigación y el desarrollo de células solares.
Células solares de segunda generación (1970s)
Las células solares de segunda generación se fabrican con silicio policristalino y se llaman células solares de silicio policristalino.Estas células son más baratas que las células solares de silicio monocristalino y tienen una eficiencia mejorada, que alcanza aproximadamente el 10%.
A mediados de la década de 1970, los investigadores comenzaron a estudiar el uso de materiales semiconductores compuestos para crear células solares.Este tipo de célula se llama célula solar de alta eficiencia porque es más eficiente que las células solares de silicio policristalino.Una de las células solares compuestas de semiconductores es la célula solar de arseniuro de galio, que tiene una eficiencia de más del 20%.
Células solares de tercera generación (1990s)
La investigación sobre células solares de tercera generación comenzó a mediados de los años noventa.Este tipo de célula solar utiliza una mayor variedad de materiales, incluidos materiales orgánicos, células solares sensibles a los tintes y células solares de perovskita.
Las células solares orgánicas utilizan polímeros orgánicos como materiales semiconductores.Sin embargo, la eficiencia de las células solares orgánicas es muy baja, sólo alrededor del 3%.
Las células solares sensibles a los tintes (DSSC) utilizan moléculas de tinte para convertir la luz en electricidad.Este tipo de célula solar es más eficiente que las células solares orgánicas y puede alcanzar aproximadamente el 10%.El DSSC tiene un bajo costo y un proceso de producción simple, lo que lo hace adecuado para su uso en la producción a gran escala.
Las células solares de perovskita son una de las células solares de tercera generación más prometedoras.Utiliza materiales de perovskita como semiconductores y puede lograr una mayor eficiencia, que actualmente supera el 20%.Este tipo de batería es más barato de fabricar y tiene mayor estabilidad y durabilidad.
Células solares de cuarta generación (principios del siglo XXI)
La célula solar de cuarta generación es la última tecnología de células solares y la más prometedora.Los tipos de materiales de las células solares de cuarta generación son más diversos, incluidos materiales orgánicos, materiales inorgánicos y materiales híbridos.
Las células solares híbridas orgánico-inorgánico (HIBC) son una tecnología importante en la cuarta generación de células solares.La batería utiliza una mezcla de materiales orgánicos e inorgánicos para lograr una combinación de alta eficiencia y larga vida.La eficiencia de las células solares HIBC ha superado el 15% y el coste de fabricación es bajo, por lo que son adecuadas para su uso en producción en masa.
Además de las células solares HIBC, las células solares de cuarta generación también incluyen células solares de puntos cuánticos, células solares de nanocables, células solares de grafeno, etc.Estas tecnologías están todavía en fase de investigación y desarrollo, pero ya han demostrado una alta eficiencia y potencial.
Resumen
Con el tiempo, la eficiencia y el costo de las células solares han mejorado gradualmente, y ha surgido una mayor variedad de tecnologías de células solares.El rendimiento de las células solares de primera generación fue de sólo el 6%, mientras que el rendimiento de las células solares de cuarta generación ha superado el 15%.En el futuro, con el desarrollo continuo y la optimización de la tecnología de células solares, el costo de la energía solar continuará disminuyendo.y su posición en la industria energética será cada vez más importante.
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