cuota de mercado Global en términos de producción anual por tecnología fotovoltaica desde 1990
El silicio monocristalino también se utiliza para dispositivos fotovoltaicos de alto rendimiento (PV). Dado que hay menos exigencias estrictas en las imperfecciones estructurales en comparación con las aplicaciones de microelectrónica, el silicio de grado solar de menor calidad (Sog-si) se utiliza a menudo para las células solares., A pesar de esto, la industria fotovoltaica de silicio monocristalino se ha beneficiado enormemente del desarrollo de métodos de producción mono-Si más rápidos para la industria electrónica.
cuota de Mercadoeditar
siendo la segunda forma más común de tecnología fotovoltaica, el silicio monocristalino se clasifica solo por detrás de su hermana, el silicio policristalino. Debido a la tasa de producción significativamente más alta y a la constante disminución de los costos del poli-silicio, la cuota de mercado de mono-Si ha ido disminuyendo: en 2013, las células solares monocristalinas tenían una cuota de mercado del 36%, lo que se tradujo en la producción de 12.,6 GW de capacidad fotovoltaica, pero la cuota de mercado había caído por debajo del 25% en 2016. A pesar de la disminución de la cuota de mercado, la capacidad fotovoltaica mono-Si equivalente producida en 2016 fue de 20,2 GW, lo que indica un aumento significativo en la producción general de tecnologías fotovoltaicas.
Efficienciaeditar
con una eficiencia de laboratorio de células de unión única registrada del 26,7%, el silicio monocristalino tiene la eficiencia de conversión confirmada más alta de todas las tecnologías fotovoltaicas comerciales, por delante de poly-Si (22,3%) y tecnologías de película delgada establecidas, como las células CIGS (21,7%), las células CdTe (21.,0%), y células a-Si (10,2%). Las eficiencias de los módulos solares para mono-Si, que siempre son inferiores a las de sus células correspondientes, finalmente cruzaron la marca del 20% en 2012 y alcanzaron el 24,4% en 2016. La alta eficiencia es en gran parte atribuible a la falta de sitios de recombinación en el cristal único y una mejor absorción de fotones debido a su color negro, en comparación con el tono azul característico del poli-silicio., Dado que son más caras que sus contrapartes policristalinas, las células mono-Si son útiles para aplicaciones en las que las consideraciones principales son las limitaciones de peso o área disponible, como en naves espaciales o satélites alimentados por energía solar, donde la eficiencia puede mejorarse aún más mediante la combinación con otras tecnologías, como las células solares multicapa.
Fabricacióneditar
Además de la baja tasa de producción, también hay preocupaciones sobre el material desperdiciado en el proceso de fabricación., La creación de paneles solares eficientes en el espacio requiere cortar las obleas circulares (un producto de los lingotes cilíndricos formados a través del proceso Czochralski) en células octogonales que se pueden empaquetar muy juntas. El material sobrante no se utiliza para crear celdas fotovoltaicas y se descarta o se recicla volviendo a la producción de lingotes para fundirlos. Además, a pesar de que las células mono-Si pueden absorber la mayoría de los fotones dentro de 20 µm de la superficie incidente, las limitaciones en el proceso de aserrado de lingotes significan que el grosor de la oblea comercial generalmente es de alrededor de 200 µm., Sin embargo, se espera que los avances en la tecnología reduzcan los espesores de las obleas a 140 µm para 2026.
se están investigando otros métodos de fabricación, como el crecimiento epitaxial directo de obleas, que implica el crecimiento de capas gaseosas en sustratos de silicio reutilizables. Los procesos más nuevos pueden permitir el crecimiento de cristales cuadrados que luego se pueden procesar en obleas más delgadas sin comprometer la calidad o la eficiencia, eliminando así los residuos de los métodos tradicionales de corte y corte de lingotes.