Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón han presentado una innovación notable en la tecnología de módulos solares. Los científicos han desarrollado módulos solares de silicio cristalino (c-Si) flexibles y ligeros, revestidos en la parte frontal con tereftalato de polietileno (PET), una alternativa a las convencionales cubiertas de vidrio. Esta tecnología no solo viene con las promesas de una implementación más ligera y flexible, sino también con una confiabilidad robusta en condiciones de alta temperatura y humedad.
Innovación en la Cubierta: PET sobre Vidrio
La investigación, encabezada por Tomihisa Tachibana, se centra en módulos de células solares de c-Si, destacándose por su cubierta de película de PET. Según Tachibana, los resultados preliminares indican que estos módulos demuestran «gran fiabilidad en condiciones de alta temperatura y humedad». El uso de películas de PET no es solo viable, sino preferible en algunos contextos debido a su notable aislamiento eléctrico y transmitancia óptica.
Construcción de los Módulos
- Dimensiones de las Células: Las células solares policristalinas c-Si utilizadas en la construcción de los módulos miden 156 mm^2 × 156 mm^2 con un grosor aproximado de 250 μm.
- Conexión de Módulos: Las cadenas de la barra colectora se unieron mediante soldadura mecánica, mientras que las cadenas de módulos de cuatro células se conectaron en serie mediante soldadura manual.
- Composición de los Módulos: Se utilizó una película de PET de 0,025 mm de grosor tanto para la cubierta frontal del módulo como para la lámina posterior, y los paneles se encapsularon con acetato de etilvinilo (EVA).
Características Notables
- Flexibilidad: La ausencia de una cubierta de vidrio brinda una flexibilidad impresionante a los módulos fabricados.
- Peso Ligero: Los módulos con cubierta de película de PET pesan aproximadamente una cuarta parte por tamaño de célula, facilitando su instalación en lugares con restricciones de carga.
- Resiliencia: Aunque los módulos de PET presentan un valor de corriente un 10% inferior (atribuido a la estructura antirreflectante de la película), los valores de tensión y factor de llenado son comparables a los de los módulos de vidrio de referencia.
Enfrentando las Pruebas Térmicas
El equipo contrastó el comportamiento térmico del nuevo módulo con un panel de referencia, descubriendo que los módulos basados en PET ofrecen una mayor flexibilidad sin la aparición de grietas u otros defectos tras la flexión. Además, se realizó una serie de pruebas de calor húmedo (DH) que revelaron un rendimiento y resistencia notables del módulo basado en PET, incluso superando al panel de base de vidrio en términos de degradación del factor de llenado y valores de corriente.
Comparación entre Módulos de Vidrio y PET en Pruebas de Calor Húmedo (DH)
| Propiedad | Módulo de Vidrio (Después de 3000 h) | Módulo de PET (Después de 6000 h) |
|---|---|---|
| Degradación | Notable | Ligera |
| Factor de Llenado | Sí | No |
| Corrosión | Presente en electrodos frontales | Ausente |
| Variación I-V | Degradación presente | ~10% respecto al valor inicial |
Impacto y Aplicaciones Futuras
Con su capacidad para absorber impactos y ofrecer una alternativa ligera para la implementación de la energía solar, los módulos envasados en PET podrían revolucionar las instalaciones fotovoltaicas en una variedad de aplicaciones, especialmente en lugares con limitaciones de peso, como los tejados de las fábricas y en aplicaciones agrícolas.
La investigación detallada se ha publicado bajo el título «Development of lightweight and flexible crystalline silicon solar cell modules with PET film cover for high reliability in high temperature and humidity conditions» en la revista Solar Energy Materials and Solar Cells.
Este avance representa un paso significativo hacia la creación de soluciones de energía renovable más accesibles, flexibles y resistentes, abriendo puertas para innovaciones y aplicaciones en el sector de las energías renovables.
Nota: La información presentada aquí está basada en las investigaciones y datos proporcionados por los investigadores del AIST y la publicación mencionada. Siempre se recomienda realizar una investigación adicional y consultar a un experto en el área para decisiones críticas relacionadas con la implementación de nuevas tecnologías.