GT Advanced Technologies, uno de los mayores proveedores del mundo de ho os para convertir el silicio en grandes cubos cristalinos que después pueden cortarse para crear obleas de uso en células solares, ha anunciado recientemente dos tecnologías avanzadas para la fabricación de silicio cristalino. Los nuevos métodos reducen de manera significativa el coste de fabricación del silicio cristalino de gama alta para células solares de alta eficiencia.
La primera tecnología, que GT denomina como Monocast, se puede aplicar a los ho os ya existentes, haciendo posible la producción de silicio monocristalino con el mismo equipo utilizado hoy día para crear silicio policristalino de más baja calidad. Estará disponible a principios del próximo año. Varios otros fabricantes están desarrollando una tecnología similar.
La segunda tecnología, a que la compañía ha dado el nombre de HiCz, es la que podría tener un mayor impacto a largo plazo. Reduce el coste de fabricación de un tipo de silicio monocristalino que es fermentado con pequeñas cantidades de fósforo, lo que aumenta aún más la eficiencia de un panel. Este tipo de silicio se utiliza actualmente en un 10 por ciento de los paneles solares, debido a su alto coste, pero podría ganar una mayor cuota de mercado como resultado de los ahorros de costes (hasta un 40 por ciento) producidos por la tecnología de GT. La tecnología estará disponible el próximo año.
Un panel solar estándar, hecho de silicio policristalino, podría generar 230 vatios a pleno sol. Un panel del mismo tamaño hecho de silicio monocristalino podría generar 245 vatios. Sin embargo, el silicio monocristalino con fósforo (también llamado monocristalino de tipo n) permite un tipo de panel solar que genera 320 vatios, una gran diferencia en cuanto a rendimiento.
La mayoría de los fabricantes solares chinos se han centrado en paneles de silicio policristalino. Compañías como Sunpower, con sede en EE.UU., se han concentrado en paneles monocristalinos avanzados y han diseñado células para explotar sus propiedades. Este tipo de empresas se beneficiarán a medida que la técnica HiCz desarrollada por GT Advanced Technologies se vuelva más común.
"Hay un cambio potencial en el mercado", señala Vikram Singh, director general de la división fotovoltaica en GT Advanced Technologies. Explica que algunas compañías Occidentales podrían hacerse más competitivas porque tienen tecnologías para aprovechar los materiales.
Varias otras compañías están desarrollando tecnologías similares a Monocast, entre ellas fabricantes de paneles solares en China como Suntech y el fabricante de equipos holandés ALD.
La tecnología HiCz se puede considerar el siguiente paso en el camino hacia células solares de alta eficiencia. Puede utilizarse para crear silicio monocristalino, incluso del tipo con fósforo, por alrededor del mismo coste que la tecnología Monocast. HiCz podría permitir que las células pasaran de convertir entre un 16 y un 18 por ciento de la energía de la luz solar en electricidad a convertir de un 22 a un 24 por ciento, disminuyendo así el coste por vatio de la energía solar. Sin embargo, no se puede adaptar a los equipos existentes, lo que podría retrasar su adopción.
La forma convencional de crear silicio monocristalino es mediante la introducción de una semilla de cristal en un depósito de silicio fundido, sacándola lentamente. Con ello, se logra formar una gran trozo de silicio en forma de tubo conocido como boule, en el que los átomos son alineados en la misma orientación. Esto se hace generalmente en un proceso por lotes, pero el proceso HiCz permite alimentar la fusión con silicio en bruto de forma continua, junto con los elementos de traza necesarios para darle las propiedades electrónicas deseadas. El proceso continuo es más productivo, lo que significa que se necesitan menos máquinas y se reducen los costes. También produce altos rendimientos al introducir materiales como el galio y el fósforo. GT estima que el proceso puede reducir los costes de fabricación de equipos solares monocristalinos entre un 20 y un 40 por ciento.