El término célula solar de lámina delgada, o célula solar de segunda generación, hace referencia a un tipo particular de dispositivo fotovoltaico (FV) cuya característica principal es la cantidad reducida de material activo necesaria para la fabricación de células eficientes. Probablemente, quien mejor lo haya expresado sea Ken Zweibel, en 2004: “la idea fundamental de la tecnología FV basada en lámina delgada es utilizar una cantidad minúscula, del orden de una micra de espesor, de material caro -los semiconductores que permiten que las células funcionen- y un montón de vidrio, metal y plástico baratos para completar el módulo FV”.
La estrategia parece razonable en cualquier escenario de fabricación. Paro su importancia cobra pleno sentido en contraposición a la tecnología dominante en la electrónica y fotovoltaica, basada en obleas de silicio de espesores típicos entre 150 y 300 micras. Si el factor determinante para la expansión de las energías renovables (y la fotovoltaica en particular) es su coste por unidad de potencia que la fuente en cuestión es capaz de generar (€/W), reducir la cantidad de material “caro” necesaria para fabricar células solares eficientes en un factor, digamos, 100 frente a la tecnología convencional, puede tener enormes repercusiones en la aceleración del desarrollo de la energía solar, incluso si dicha tecnología alternativa no alcanzara los mismos niveles de eficiencia pero conservara aún un ratio €/W favorable. Ese es el quid de la cuestión lámina delgada: alcanzar ratios €/W favorables desde una reducción significativa del numerador. A ello contribuye también otra ventaja intrínseca de dicha tecnología: si la fabricación de módulos basados en silicio implica tres pasos consecutivos (fabricación de material, célula y módulo), las tecnologías de lámina delgada permiten pasar directamente del material al módulo mediante lo que se conoce como integración monolítica (células y módulos se fabrican simultáneamente mediante un sistema de interconexión de las células sutilmente diseñado).
Las células solares de lámina delgada han experimentado un desarrollo notable en los últimos 25 años. Entre sus distintas tecnologías, tres de ellas son comerciales en la actualidad: silicio amorfo (a-Si), telururo de cadmio (CdTe) y calcopiritas basadas en seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), las dos últimas con eficiencias demostradas por encima del 22% y 23%, respectivamente. Su cuota en el mercado se ha visto, sin embargo, reducida debido a la extraordinaria reducción de los costes asociados a la fabricación convencional a partir de obleas de silicio, coincidente con el boom fotovoltaico de los últimos años.
Lejos de abandonar la carrera, las tecnologías de lámina delgada siguen activas, mejorando sus procesos e investigando en nuevos materiales que permitan utilizar su arquitectura de fabricación característica (es decir, utilizando poco material caro y mucho barato). Las principales aplicaciones a la vista son de dos tipos: diseñar células/módulos eficientes capaces de competir con el silicio; o alternativamente, aliarse con él, a través de dispositivos más sofisticados, como las células tandem, en las que los dispositivos constan realmente de dos (o más) sub-células. En ambos casos una nueva familia de materiales, las perovskitas, utilizada en dispositivos de lámina delgada, parece estar llamada a revolucionar el sector.
