https://doi.org/10.37815/rte.v36n2.1158

Artículos originales

Evolución tecnológica de la generación solar fotovoltaica: una revisión
de la literatura en la última década

Technological Evolution of Photovoltaic Solar Generation: A Literature
Review in the Last Decade

Richard
Fernando Criollo Enríquez1 https://orcid.org/0009-0000-5763-9225,

Danny
Paúl Guaillas Domínguez1  https://orcid.org/0009-0004-1260-8176, Danny Ochoa
Correa2 https://orcid.org/0000-0001-5633-1480

1Facultad de
Ingeniería, Universidad de Cuenca, Cuenca,
Ecuador

[email-masked], [email-masked]

2Departamento
de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones, Universidad de
Cuenca, Cuenca, Ecuador

[email-masked]

Enviado:         2024/04/08

Aceptado:       2024/10/29

Publicado:
2024/12/30

Resumen

Sumario: Introducción,
Materiales y Métodos, Resultados, Discusión de
Resultados, Conclusiones.

Como citar: Criollo,
R., Guaillas, D.. & Ochoa, D. (2024). Evolución tecnológica de la generación
solar fotovoltaica: una revisión de la literatura en la última década. Revista
Tecnológica - Espol, 36(2), 13-31. https://rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/1158

La innovación
constante de tecnologías para generar energía eléctrica mediante el uso de
recursos renovables ha permitido que en los últimos años pueda ser competitiva
con las tecnologías tradicionales hasta el punto de ser una gran opción en
sistemas a gran escala. Actualmente, las nuevas tecnologías fotovoltaicas
permiten obtener mayores eficiencias de conversión de energía, a la vez que
reducen costos con la implementación de nuevos materiales, siendo este último
criterio primordial para su posterior implementación a gran escala. Este
artículo presenta una revisión de la literatura sobre la evolución tecnológica
de generación solar fotovoltaica, evaluando y analizando únicamente artículos
publicados en el periodo 2013-2023, mediante la metodología PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic
Reviews, por sus siglas en inglés). De un total de
307 artículos identificados en prestigiosas bases de datos como Science Direct, IEEEXplore y Scopus, se ha seleccionado sistemáticamente y se ha
revisado un subconjunto de 12 artículos científicos acorde a determinados
criterios de inclusión y exclusión definidos por los investigadores. La
síntesis del contenido de los artículos seleccionados revela que las
tecnologías emergentes: células de multi-unión, de
perovskita, células solares orgánicas y celdas de heterounión
de película delgada, han logrado superar la eficiencia de las células solares
convencionales y presentar precios más competitivos en pos
facilitar la expansión de sistemas fotovoltaicos en múltiples aplicaciones.

Palabras clave: Células fotovoltaicas; paneles fotovoltaicos;
tecnología de materiales fotovoltaicos, energías renovables, generación
fotovoltaica.

Abstract

The constant innovation in
technologies for generating electrical energy through the use of renewable
resources has allowed them to become competitive with traditional technologies
in recent years. This has made them a great option for large-scale systems.
Currently, new photovoltaic technologies enable higher energy conversion
efficiencies while reducing costs through the implementation of new materials,
the latter being a key criterion for their subsequent large-scale deployment.
This article presents a literature review on the technological evolution of
photovoltaic solar generation, evaluating and analyzing only articles published
between 2013 and 2023, using the PRISMA methodology (Preferred Reporting Items
for Systematic Reviews and Meta-Analyses). From a total of 307 articles
identified in prestigious databases such as Science Direct, IEEEXplore, and
Scopus, a subset of 12 scientific articles has been systematically selected and
reviewed according to specific inclusion and exclusion criteria defined by the
researchers. The synthesis of the content of the selected articles reveals that
emerging technologies, such as multi-junction cells, perovskite cells, organic
solar cells, and thin-film heterojunction cells, have achieved higher
efficiencies than conventional solar cells and offer more competitive prices,
facilitating the expansion of photovoltaic systems in multiple applications.

Keywords: Photovoltaic cells; Photovoltaic panels;
Photovoltaic materials technology; renewable energies, photovoltaic generation.

Introducción

Actualmente,
a nivel mundial, se muestra una gran dependencia de los combustibles fósiles
dentro de la matriz energética. Sin embargo, esta dependencia energética
anticipa un escenario futuro complejo, caracterizado por un aumento progresivo
de la demanda y la emisión de gases de efecto invernadero(Ozden et al., 2020a; Parhamfar et al., 2024). Este panorama resalta la
necesidad de implementar cambios significativos en la matriz energética para
abordar de manera efectiva los desafíos asociados con la creciente demanda y la
sostenibilidad ambiental. La energía solar emerge como una solución fundamental
para abordar eficazmente este dilema, ya que constituye una fuente renovable y
sostenible que no solo proporciona una alternativa más respetuosa con el medio
ambiente, sino que también contribuye a reducir las emisiones de gases
contaminantes (Bošnjaković et al., 2023; Zhang et al., 2023). Según varios escenarios, se
proyecta que más del 16% de la demanda mundial de energía será suministrada a
través de la energía fotovoltaica para el año 2050 (British Petroleum, 2022; Hallam et al.,
2022), en donde el
éxito de dicha tecnología dependerá de factores clave basados en la
rentabilidad, la confiabilidad y la eficiencia (Ozden et al., 2020a).

La
eficiencia de un panel solar está relacionada con la calidad de sus células
fotovoltaicas (Li et al., 2021), por ello durante las últimas
décadas, se ha llevado a cabo una intensiva investigación en nuevos materiales
y estructuras de celdas solares con el fin de desarrollar nuevas tecnologías
fotovoltaicas que puedan sustituir o complementar la bien establecida
tecnología fotovoltaica basada en silicio y permitir las futuras demandas de
consumo de energía con bajo impacto ambiental (Abdellatif et al., 2020; Boychev & Petkova, 2023).

Entre
las novedosas estructuras fotovoltaicas se destacan las células tándem (Araki et al., 2020), células solares de perovskita (Xu et al., 2020), celdas solares orgánicas e
híbridas(Liu et al., 2022), celdas solares de película
extremadamente delgada (An et al., 2022), celdas solares de heterounión de película delgada (Saïdi et al., 2020), celdas solares sensibilizadas
con tintes y semiconductores (Liu et al., 2021). Si bien algunas de estas
tecnologías aún están en desarrollo y tienen una eficiencia baja, es importante
destacar que al ser tecnologías de laboratorio, tienen el potencial de mejorar
su eficiencia (Green et al., 2023a). Por otro lado, la tecnología de
células solares de silicio cristalino de unión única está alcanzando
rápidamente los límites prácticos y teóricos de eficiencia. Los procesos
industriales aplicados a esta tecnología son capaces de producir células de gran
área con eficiencias cercanas al 24% (White et al., 2014). A medida que la producción
comercial se aproxima a estos límites, la
reducción adicional de costos solo será posible mediante una fabricación
más económica, a menos que se encuentre una solución práctica para elevar las
eficiencias hacia el 30% y más allá (White et al., 2014).

Una
solución prometedora es la exploración y combinación de nuevos materiales, tal
como la célula tándem que combina tecnología de células solares de película
delgada de bajo costo con células c-Si de alta eficiencia existentes en una
configuración apilada mecánicamente (Wang & Wu, 2023). Otro avance  significativo es la película delgada que
continúa mostrando mejoras y ahora ha alcanzado un nivel de rendimiento
comparable al de las obleas de p-Si, con una eficiencia máxima del 21%
utilizando un absorbedor Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) y del CdTe (Reinhard et al., 2015). Por otra parte, los módulos
solares de tecnología bifacial, que aprovechan la radiación solar tanto en sus
superficies delanteras como traseras (Jiang et al., 2023), han emergido como una
tecnología con gran potencial para el uso en sistemas fotovoltaicos a gran
escala. Esta capacidad de captación por ambas caras permite un aumento
significativo en la eficiencia de conversión de energía, ya que maximiza la
producción de energía eléctrica al captar la luz solar directa y la luz
reflejada desde el suelo y otros objetos circundantes (Ernst et al., 2024).

El
avance hacia tecnologías fotovoltaicas más eficientes y asequibles desempeñará
un papel determinante en el impulso y la promoción de soluciones destinadas al
autoabastecimiento energético de los distintos tipos de consumidores, una meta
perseguida por varios países latinoamericanos, entre ellos Ecuador (Chabla-Auqui et al., 2023; Solano et al., 2024). En este contexto, comprender
los avances de la última década en el desarrollo de paneles solares y sus
tendencias se vuelve esencial para enfrentar los
desafíos energéticos actuales y futuros. La literatura reciente sugiere un
creciente interés en las células solares de próxima generación, como las de
perovskita y las células de multi-unión, que prometen
superar las limitaciones de eficiencia y costo de las tecnologías de silicio
tradicionales.

Este artículo
ofrece una revisión exhaustiva de la literatura sobre la evolución de la
energía solar fotovoltaica, enfocada principalmente en los avances en
eficiencia de las células solares durante la última década. A través de un
análisis detallado, empleando la metodología PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews, por sus siglas en inglés) (Page et al., 2021), se resaltan tanto los logros
actuales como las perspectivas futuras de estas tecnologías. La contribución y
novedad de este estudio radican en su enfoque en las células solares emergentes
que están desafiando los límites establecidos por el silicio cristalino, lo
cual es crucial en un momento en que las tecnologías convencionales están
alcanzando sus límites teóricos. Este artículo proporciona una visión general
de las innovaciones tecnológicas, además, destaca las barreras y oportunidades
que enfrentan estas tecnologías en su camino hacia la comercialización masiva.
Esto es fundamental para una acertada toma de decisiones e incentivo de la
implementación de este tipo de tecnologías, que gran parte de las normativas
nacionales admiten y promueven.

Materiales y Métodos

Criterios aplicados para la selección de
documentos

La recopilación de documentos relevantes
para este artículo se basó en un principio en la investigación de artículos
científicos en bases de datos importantes como: IEEEXplore,
Science Direct y Scopus,
aplicando una búsqueda avanzada con los términos de búsqueda “new materials photovoltaic”  AND “new photovoltaic
technologies” además de establecer un rango de tiempo
desde el año 2013 hasta finales del año 2023. Los criterios de inclusión
definidos se presentan de forma resumida en la Tabla 1.

Tabla 1

Resumen de búsqueda en bases de datos

Términos de búsqueda

Catálogo digital

Tipos de documento

Cantidad de artículos

“ New” “AND materials”

AND “new photovoltaic technologies”

Science Direct

Artículos

50

“All Metadata”:new
materials photovoltaic AND “All Metadata”:new

photovoltaic technologies

IEEEXplore

Revistas

198

TITLE-ABS-KEY ( ”new materials” AND “photovoltaic”
AND “technology” ) AND PUBYEAR >2012 AND PUBYEAR <2024 AND PUBYEAR
>2012 AND PUBYEAR <2024 AND

(
LIMIT-TO ( DOCTYPE , “ar” ) )

Scopus

Artículos

59

Como parte de la filtración inicial de
documentos, se excluyeron aquellas publicaciones que no fueran artículos
científicos aplicando además de los criterios de búsqueda anteriores los
siguientes: Filtro “Revistas” en IEEE Xplore, tipo de
artículo: “Artículo de investigación” en Science
Direct, tipo de documento: “Artículo” en Scopus. De
esta forma fue posible eliminar documentos como: artículos de opinión, revistas
periódicas tipo “magazine”, artículos editoriales, libros, entre otros. El
idioma de las obras consultadas no constituyó una restricción en este estudio.

Análisis de los documentos encontrados

La tendencia en la base de datos de IEEE Xplore reflejó un creciente interés en la investigación
sobre la energía solar fotovoltaica, alcanzando su punto máximo de
publicaciones en el año 2022 con 27 ítems. En contraste, la base de datos de Scopus mostró una distribución dispersa de artículos a lo
largo de los años, sin una tendencia clara de crecimiento. Por último, en Science Direct se observó un leve aumento en el número de
publicaciones en los últimos años, con un máximo de 9 ítems en el año 2023.
Estos hallazgos se muestran en la Figura 1.

Figura 1

Distribución de publicaciones en el
horizonte temporal que abarca a la prospección literaria

Fuente: elaboración propia.

Los datos combinados de las tres bases de
datos evidenciaron una tendencia creciente en investigaciones sobre nuevas
tecnologías de generación de energía solar fotovoltaica (ver Figura 1). Entre
2019 y 2020, se registró el pico de publicaciones con un total de 40 artículos.

Procesos de búsqueda, filtración y selección
de documentos

Una vez recopilada una base sólida de
documentos para el artículo, se aplicó la metodología PRISMA para garantizar
transparencia, integridad y confiabilidad en la revisión de artículos. Este
proceso se detalla en la Figura 2.

Se consultaron documentos en las bases de
datos de: IEEE Xplore, Science
Direct y Scopus, utilizando criterios de búsqueda
avanzada para abarcar publicaciones del periodo 2013-2023. Este proceso inicial
resultó en la identificación de 307 artículos científicos, cuyos metadatos
fueron organizados y gestionados mediante la aplicación Zotero, facilitando la
gestión de referencias bibliográficas y asegurando una recopilación exhaustiva
de los documentos.

En
la primera etapa de revisión (R1), se llevó a cabo una eliminación de
duplicados para asegurar que cada artículo fuera único en el conjunto de datos.
Esto resultó en la eliminación de un artículo, dejando un total de 306
artículos. La siguiente etapa, R2, consistió en la exclusión de artículos de
revisión que no se filtraron correctamente en la parte inicial de la búsqueda,
teniendo finalmente con un sobrante de 291 artículos.

La etapa R3 se centró en una revisión
temática mediante la herramienta de análisis bibliométrico VOSviewer,
que permitió identificar y priorizar artículos que contenían palabras clave
esenciales para esta investigación, tales como “photovoltaic”,
“solar”, “efficiency” y “cell”.
Se generó un mapa bibliométrico de co-ocurrencia,
como se ilustra en la Figura 3, que
sirvió como guía para la selección de artículos cuyo contenido se alineaba con
los temas de interés de esta revisión. Este análisis bibliométrico detallado
resultó en la eliminación de 264 artículos que no cumplían con los criterios de
relevancia temática, dejando 27 artículos para la etapa final de revisión.

Figura 2

Metodología de revisión literaria
aplicada

Fuente: elaboración propia basada en Page
et al., (2021)

La
revisión final, R4, consistió en una evaluación exhaustiva del contenido de los
artículos restantes para determinar su pertinencia y contribución significativa
a los objetivos de la investigación. Durante esta fase, se eliminaron 15
artículos que no ofrecían información relevante o abordaban temas divergentes,
resultando en un conjunto final 12 artículos que constituyen la base del
análisis reportado en el presente artículo de revisión.

Figura 3

Mapa bibliométrico de interrelación de
palabras clave

Fuente: elaboración propia en el software VOSviewer

Resultados

Vida
útil de los paneles solares

En
los últimos años, la tecnología fotovoltaica ha experimentado un crecimiento
significativo como sector de generación de energía eléctrica sostenible, con un
mercado en auge y con una tendencia a la baja en sus costos (Imran et al., 2018). Las pruebas en exteriores
son fundamentales para evaluar la confiabilidad y rendimiento de las nuevas
tecnologías fotovoltaicas en diversos entornos ambientales, con diferentes
temperaturas, humedad, lluvia, entre otros (Araki et al., 2020;
Ozden et al., 2020a).El rendimiento de los
módulos y células comerciales y de investigación y desarrollo se identifica
mediante su eficiencia medida en condiciones de prueba estándar o STC, por sus
siglas en inglés (STC). No obstante, en condiciones, reales los sistemas fotovoltaicos
están expuestos a condiciones meteorológicas variables que pueden afectar su
rendimiento y vida útil.

En Ozden et al., (2020a)se realizó una comparación
entre distintas ubicaciones con paneles solares para evaluar su impacto. La
primera ubicación, en Petten-Países Bajos, cuenta con
un clima templado cálido, con veranos húmedos y cálidos. Los segundos paneles
solares se encuentran en la azotea del Departamento de Física del  Campus de la Universidad Técnica de Medio Oriente,
en Turquía. Este entorno se caracteriza por su vegetación artificial y la
distribución de edificios, lo que lo diferencia de un típico centro urbano. En
ambas ubicaciones instalaron prototipos nuevos de mini-módulos,
que fueron comparados tanto entre sí como con un módulo comercial que tiene
alto rendimiento (HIT-HD: Heterojunction with Intrinsic Thin Layer-Honeycomb Design) y su eficiencia celular fue similar a la eficiencia
celular de los mini-módulos.

Los
resultados a los que se llegó en Ozden et al., (2020a) indican que cuando los días
tienen una cantidad similar de radiación solar, los módulos exhiben un
comportamiento muy parecido. Es importante destacar que el rendimiento del
módulo HIT convencional fue inferior al del mini-módulo
IBC en el estudio conducido, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4

Radiación
solar y rendimiento de los módulos en un cielo despejado

Fuente: elaboración propia basada en Ozden et al., (2020a).

Seguido
a esto, en Ozden et al., (2020a)se concluye que los mini-módulos funcionan mejor que el módulo HIT en cuanto a
potencia de la placa del módulo. Sin embargo, cuando se considera los valores
de potencia máxima para los módulos derivados de datos exteriores, se observa
que los módulos HIT y los mini-módulos tenían
relaciones de rendimiento similares. Las eficiencias exteriores promedio de un
año de operación son 19.05%, 18.36% y 15.83% para IBC (ECN), IBC (GUNAM) y HIT-HD (GUNAM), respectivamente. Es importante mencionar
que el módulo HIT funcionó por debajo de la clasificación nominal, sin embargo,
se mantuvo estable durante el año de operación analizado.

Finalmente,
lo que rescatan Ozden et al., (2020a) es que entre los tres
módulos analizados y medidos, HIT parece tener la menor pérdida de energía a
valores de alta temperatura. Teniendo en cuenta esto, se comprueba que la
temperatura es un factor importante al considerar  instalar paneles fotovoltaicos en diferentes
entornos.

Eficiencias
de células y paneles fotovoltaicos

En
la última década, se ha encontrado que la investigación y fusión de innovadores
materiales ha posibilitado el avance y competitividad de las células solares.
Destacan las células Tandem, células solares
orgánicas, células de película delgada CIGS, células con heterounión
intrínseca de capa fina y las células de perovskita. Estas tecnologías han
experimentado mejoras continuas en su eficiencia, alcanzando valores
prometedores que impulsan significativamente el progreso de la eficiencia
fotovoltaica.

Células
de perovskita

La
perovskita es un mineral formado a partir del compuesto de titanio de calcio y
el óxido de titanio de calcio, el cual ha sido usado intensivamente en la
última década para la fabricación de células solares, logrando conseguir
mejorar su eficiencia del 3.8% al 25.7% (Green et al., 2023b). El material más estudiado
para la creación de este tipo de células es el haluro de plomo de metilamonio. Este material presenta la ventaja de contar
con un intervalo de energía prohibida ajustable y un coeficiente de absorción
considerablemente alto (Khatoon et al., 2023).

La
primera de la célula solar de perovskita, desarrollada en 2009, logró una
eficiencia del 3.8% utilizando compuestos híbridos orgánicos-inorgánicos (Khatoon et al., 2023). Posteriormente, se
introdujeron modificaciones, como la incorporación de nanopartículas de MAPbI3,
que aumentaron la eficiencia al 9.7%. Más adelante, el dopaje de cloruro de metilendiamina junto con una arquitectura de doble haluro
permitió alcanzar eficiencias de hasta el 23.7%
(Khatoon et al., 2023).

El
avance más reciente en la eficiencia de las células solares de perovskita
muestra un registro del 25.7% (Green et al., 2023b). Aunque la perovskita ha
experimentado un rápido avance en términos de eficiencia en la última década,
sufre de una baja estabilidad frente a las células comerciales.

Células
solares multi-unión (TSCs)

Las
células solares multi-unión fabricadas con silicio
cristalino de bajo costo ofrecen la posibilidad de alcanzar eficiencias
superiores al 30%. En White et al., (2014) se examina una célula solar
de bajo costo elaborada a partir de una celda inferior de c-Si de alta
eficiencia y una ceceada superior de película delgada desarrollada en
materiales de bajo costo. La unión de estos dos distintos materiales llega a
ser interesante debido a que el material superior puede ser reemplazado por
celdas con fuertes absorciones y mala calidad atómica electrónica que es típico
de materiales semiconductores abundantes en el planeta tierra que últimamente
se han estado investigando para su aplicación como materiales fotovoltaicos
alternativos. Al unir estos materiales con una parte inferior de celda de
silicio de alta eficiencia se llega a un material equilibrado en costos y con
una eficiencia superior a otros tipos de celdas fotovoltaicas.

En Imran et al., (2018) se desarrolla una
tecnología bifacial a partir de una doble tándem que tiene como objetivo
aumentar la eficiencia de las células solares a partir de una mejora en la
recolección del albedo de la luz solar que es reflejada por la tierra, lo que
usualmente no es aprovechado por las células solares convencionales, tal como
se observa en la Figura 5. La célula de doble tándem
utiliza una estructura de celda en tándem que apila múltiples uniones p-n con
materiales de mayor banda prohibida en la parte superior con el objetivo de
reducir al máximo las pérdidas térmicas debido a la fotoabsorción
del espectro solar. Como se menciona en White et al., (2014), la absorción de luz
bifacial es una técnica efectiva para mejorar la eficiencia mediante la
recolección de la parte reflejada de la luz solar.

Figura 5

Tecnología
de paneles solares bifaciales

Fuente:
Elaboración propia.

Tanto
en White et al., (2014) como en Imran
et al., (2018b) con distintos métodos y tecnologías de multiuniones se logran eficiencias superiores al 30%.  Los resultados de
la  investigación de T.P. White et al.,
2014b demostraron que es posible obtener eficiencias superiores al 30%
utilizando absorbentes de película delgada en la parte superior con longitudes
de difusión del portador en el orden de los 100nm y eficiencia de luminiscencia
de 10−5. Por otra parte, en Imran et al., (2018b) se menciona que con una
célula solar multi-unión de perovskita/silicio con su
subcélulas HIT unidas a través de un oxido conductor
transparente intermedio, se pudo obtener una eficiencia cercana y constante de
33.1% para un amplio rango de espesores de silicio con un albedo terrestre
promedio del 30%. Por tal motivo, la célula analizada en Imran
et al., (2018) muestra un potencial
prometedor para ubicaciones que tienen valores de albedo de modestos a altos.
Estos hallazgos coinciden con los datos presentados por Green et al., (2023a) donde se destaca la célula
solar TSCs con una eficiencia promedio de 31.3 % ±
0.3%.

Células
Orgánicas

En
las últimas décadas, las células solares orgánicas han evolucionado desde las
mezclas de elementos donantes y aceptores de electrones basados principalmente
en fullereno  hacia nuevas tecnologías no
basadas en moléculas de carbono, logrando eficiencias de conversión superiores
al 13 % (Hou et al., 2018). Aunque estas células
alcanzan altas eficiencias en áreas de dispositivo por debajo de 0.1

, su eficiencia ha experimentado un significativo aumento con el uso
de capas absorbentes como D18:Y6, alcanzando una eficiencia del 15.24%, según
se asevera en Würfel et al., (2021). Además, se destacan
ventajas como su bajo peso, flexibilidad mecánica y semi transparencia. Aunque
aún no compiten eficientemente con otras tecnologías solares, su versatilidad
en instalación las hace atractivas, y se espera que con la continua investigación
su eficiencia aumente en los próximos años.

Celdas
solares de película delgada CIGS

Las
células solares de película delgada se producen mediante la deposición de una o
varias capas delgadas sobre un sustrato, como vidrio, plástico o metal. Dentro
de esta categoría, las celdas fotovoltaicas de película delgada CIGS (Figura 6) se fabrican aplicando
capas muy delgadas de materiales semiconductores en un sustrato como vidrio,
plástico o metal (Green et al., 2023b). Estas celdas utilizan un
absorbente compuesto de cobre, indio, galio y seleniuro, justificando su
designación mediante el uso de sus siglas en inglés (CIGS).

A
lo largo del tiempo, las células solares CIGS han experimentado un notable
avance en eficiencia y rendimiento. Inicialmente, la eficiencia de conversión
de energía solar de la tecnología de película delgada era inferior a la de las
células de silicio policristalino (p-Si) (Reinhard et al., 2015)No obstante, en años
recientes, los avances en la ciencia de materiales han permitido mejoras
significativas en la eficiencia de las células solares CIGS.

En
2014, laboratorios como el Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoffforschung (ZSW) en Alemania y los Laboratorios
Nacionales de Energía Renovable (NREL) en EE. UU. lograron avances
significativos en este tipo de tecnología, encontrando eficiencias del 20.8% y
20.7% (Jackson et al., 2014), respectivamente, en un
sustrato de vidrio. Por otro lado, los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia
y Tecnología de Materiales (Empa) demostraron una
eficiencia del 20.4% en un sustrato de plástico (Reinhard et al., 2015). Estos logros se alcanzaron
mediante un proceso de coevaporación multietapa a una
temperatura elevada cercana a 600 °C en el sustrato para el caso de los
laboratorios ZSW y NREL , mientras que para el caso de laboratorios Empa se utilizó una temperatura de sustrato inferior a 600
°C. Complementario a ello, el laboratorio Solibro (Solibro GmbH, Alemania) demostró
la posibilidad de aumentar aún más la eficiencia, llegando a un valor del 21%
mediante un tratamiento de postdeposición (PDT) con
fluoruro de potasio (KF) (Reinhard et al., 2015).

La
incorporación del potasio en las células CIGS ha llevado al desarrollo de
nuevas células solares con una eficiencia relativamente alta, gracias al
tratamiento KF PDT aplicado a los absorbentes coevaporados
(Reinhard et al., 2015). Este tratamiento implica
la aplicación de fluoruro de potasio (KF) después de la deposición del material
absorbente de Cu (In,Ga)Se2 (CIGS) en las células
solares de película delgada.

Los
avances recientes han elevado las eficiencias de las células solares CIGS por
encima del 20%. Un ejemplo es la célula evaluada por el Instituto Nacional de
Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada, que estableció un nuevo récord
mundial con una eficiencia del 23,35% para células policristalinas de película
delgada de 1 cm2 de tamaño . Estos avances indican una
mejora continua en la eficiencia de este tipo de células, lo que sugiere que en
un futuro próximo podrían superar a las células de silicio que dominan el
mercado actualmente.

Figura 6

Célula
solar CIGS

Fuente:
elaboración propia basada en
Za’abar et al.,
(2021).

Células
solares con heterojuntura solares intrínsecas de capa
fina (HIT)

La heterojuntura con células solares intrínsecas de capa fina
(HIT) fue desarrollada por Sanyo en 1994; este tipo de célula solar consiste en
silicio amorfo ultrafino sobre capas absorbentes de silicio cristalino, con
ello ofrece una fabricación de bajo costo dentro de las células solares y una
alta eficiencia en comparación con las células solares de silicio cristalino
con uniones p-n difusas (Vishkasougheh &
Tunaboylu, 2013). Las células solares HIT se
caracterizan por su eficiencia dependiente de la heterointerfaz
a-Si:H/c-Si (Vishkasougheh
& Tunaboylu, 2013) y por su sencillo
procedimiento de fabricación, puesto que no requieren procedimientos de alta
temperatura.

En la última década, las células
solares de silicio han experimentado un notable avance, elevando la eficiencia
desde el 21.2% hasta el 26.8% (Green et al., 2023b). Este último hito
tecnológico se atribuye a la empresa LONGi. LONGi que ha demostrado un progreso constante en las
eficiencias de conversión fotovoltaica, logrando romper el récord mundial de
eficacia en células HJT.

El avance de la nanoestructura de Si de
la unión p-n con una capa superficial de óxido conductor transparente mejora
tanto las propiedades fotónicas como la calidad de la interfaz, mejorando
significativamente las propiedades eléctricas o la eficiencia de conversión
fotónica. La nanoestructura isoelectrónica en la heterounión
de silicio para la fabricación de células solares de área amplia es prometedora
para la progresión de la eficiencia debido a su estructura compleja o menos
costosa (HIT) (Vishkasougheh &
Tunaboylu, 2013), por lo cual se espera que
en los próximos años esta tecnología presente mejoras significativas en cuanto
a eficiencia se refiere.

En
la Figura 7, construida a partir de los
hallazgos de Green et al., (2023b), se presenta una
recopilación de las mejoras en eficiencia en un periodo de 30 años de distintas
células fotovoltaicas, incluyendo muchas de las analizadas en este artículo de
revisión.

Figura 7

Mayores
eficiencias alcanzadas para células fotovoltaicas

Fuente:
elaboración propia basada en Green et al., (2023b).

Factores
limitantes

Esta
sección analiza los factores que han obstaculizado la implementación de células
solares para una producción a gran escala teniendo en cuenta factores como
rentabilidad y confiabilidad.

A
lo largo de los años se ha evidenciado que la introducción de nuevas
tecnologías trae consigo costos iniciales elevados, y las energías renovables
no convencionales no son una excepción. Por lo tanto, es crucial establecer
políticas que fomenten la consolidación y la adopción de las energías
renovables para que estas logren establecerse y compitan con las energías
convencionales de la actualidad. Los mecanismos más comunes que se han
implementado durante esta trayectoria han sido: subsidios a la inversión,
subsidios a la tarifa y Sistema de Cuota a las Renovables (RPS1) (Galetovic & Muñoz,
2009). Los dos primeros inicialmente fueron
implementados en Europa, permitiendo la masificación de los sistemas eólicos y
solares fotovoltaicos en la primera década del siglo XXI a un costo elevado,
pero con respaldado político.

Las
políticas y regulaciones desempeñan un papel fundamental en el impulso de las
energías renovables, dado que esta tecnología, en su fase inicial, conlleva
costos de inversión significativos. Estos costos se ven agravados por los
esfuerzos destinados a emplear materiales de mayor calidad para alcanzar una
mayor eficiencia en las células solares. En Sudamérica, por ejemplo, las
políticas y regulaciones en materia de energías renovables varían según el
país, pero en general, se observa un creciente interés en promover su adopción
y desarrollo. De acuerdo con Chabla-Auqui et al., (2023), Argentina ha implementado
iniciativas como el Proyecto de Energía Renovable en Mercados Rurales y leyes
que permiten la generación distribuida (GD) desde 2017. Bolivia cuenta con una
ley que promueve el uso de energías renovables, aunque se enfrenta a desafíos
en su implementación. En Brasil, se han establecido resoluciones que regulan el
acceso de sistemas de GD a la red eléctrica, impulsando el crecimiento de la
adopción de sistemas fotovoltaicos. Chile ha promulgado leyes que fomentan la
generación de energía renovable y el acceso a la red eléctrica. Colombia ha
avanzado en la integración de fuentes de energía renovable en su marco
regulatorio, mientras que Ecuador ha establecido regulaciones que promueven la
GD (lograda principalmente con sistemas fotovoltaicos) y el autoconsumo.
Paraguay, Perú, Uruguay y Venezuela también han tomado medidas para promover el
uso de energías renovables, aunque enfrentan desafíos en su implementación
debido a factores económicos y políticos (Chabla-Auqui et al.,
2023).

Por
tal motivo, para alcanzar una implementación exitosa de la energía solar
fotovoltaica, es fundamental que la política, rentabilidad, la confiabilidad y
la eficiencia se fusionen de manera sinérgica (Ozden et al., 2020b). En este contexto, al
analizar la eficiencia de las células solares, es crucial considerar su impacto
directo en la rentabilidad del sistema, ya que se puede lograr conseguir una
célula solar bastante eficiente, pero con materiales demasiado costosos que
eviten su circulación comercial.

Además,
los materiales semiconductores III-V, como las células solares de arseniuro de
galio (GaAs), han demostrado eficiencias notables,
incluso superando a las células de silicio. Sin embargo, el alto costo de
fabricación limita su aplicación a la exploración espacial (Srivishnu et al.,
2023). Para reducir el costo de producción de las
células solares III-V, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable ha
propuesto un nuevo enfoque llamado "germanio sobre nada" (Enaganti et al., 2022). Este nuevo concepto
implica que las células de GaAs se cultiven en una
fina capa de germanio que se deposita preliminarmente en un sustrato de
germanio reutilizable, sin embargo, los resultados no fueron los mejores y se
continua en procesos de mejora.

Sumado
al alto costo de producción de las nuevas tecnologías de células solares,
existen barras técnicas, las que necesitan ser superadas para lograr una
producción a gran escala. Estas barreras técnicas se deben a la falta de
estudios de estabilidad de la célula solar para garantizar que funcionen
incluso después de la sombra parcial, el almacenamiento en la oscuridad y la
fatiga mecánica (Srivishnu et al.,
2023).

Desafíos
y Futuro de la Tecnología Fotovoltaica

La
generación eléctrica mediante tecnologías renovables no convencionales como la
solar fotovoltaica es variable y depende del clima diario, a diferencia de las
tecnologías tradicionales como la hidroeléctrica o térmica (carbón, diésel y
vapor).  Esto implica que la energía
solar no puede proveer electricidad de manera continua, lo que resalta la
necesidad de complementarla con otras tecnologías y buscar sistemas de
almacenamiento, aunque estos últimos pueden resultar costosos (Pica & Sauma, 2015).

Un
ejemplo de este complemento de tecnologías son los colectores híbridos
fotovoltaicos/ térmicos (PVT) que convierten la radiación solar simultáneamente
en energía térmica y eléctrica con lo cual es posible obtener una tasa de
conversión solar más alta por unidad de superficie (Evola & Marletta,
2014a). Los colectores PVT constan de una placa
delgada hecha de un material altamente conductor, sobre la cual se encuentran
las células fotovoltaicas insertadas por laminación. En esta fase se absorbe
radiación solar y se convierte parcialmente en electricidad. De forma
simultánea se permite la circulación de un fluido (normalmente aire o agua)
contra la placa absorbente, este fluido es capaz de eliminar exceso de calor de
las células fotovoltaicas, reduciendo su temperatura y mejorando de manera
significativa su eficiencia eléctrica. Además de esto, es posible disponer de
calor de baja calidad para usos apropiados (Evola & Marletta,
2014a).

Este
tipo de tecnología se ha venido estudiando en los últimos años, con algunos
cambios y mejoras en su desempeño. En Evola & Marletta, (2014a) se plantea un prototipo de
colector PVT híbrido refrigerado por agua. Aplicando la primera y segunda Ley
de la Termodinámica son capaces de modelar térmicamente el comportamiento del
sistema PVT. Lo que se concluye inicialmente en el artículo es que el colector
PVT al operar a temperaturas lo más bajas posible, permite obtener altas
eficiencias energéticas generales. Sin embargo, dado que se basan únicamente en
la Primera Ley de la Termodinámica, estos resultados no hacen referencia a la
calidad termodinámica real de las diferentes formas de energía producida por el
colector PVT (eléctrica y térmica).

En
la Figura 8 se muestra el efecto de la
temperatura de entrada de agua en la eficiencia energética promedio anual
simulada en el artículo. Se observa dos tendencias diferentes para la
eficiencia energética eléctrica y térmica: mientras que la energía eléctrica es
favorecida por temperaturas bajas de entrada de agua, la segunda disminuye a
temperaturas de entrada bajas. Una tercera tendencia se observa en la Figura 8 cuando se combinan las dos
gráficas anteriores obteniendo un rendimiento óptimo al trabajar en el rango de
30°C a 35°C.

Figura 8

Eficiencia energética promedio anual del colector PVT en función de
la temperatura del agua de entrada

Fuente: elaboración propia basada en Evola & Marletta, (2014a)

Si
bien es cierto que al integrar la energía fotovoltaica con otras tecnologías se
logra aumentar la eficiencia del sistema, esto no sería lo más óptimo, ya que
dichos complementos implican costos significativos y nuevos factores a
considerar para optimizar al máximo la generación de energía, creando nuevos
costos de inversión. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia de las
tecnologías solares, la opción más viable debería enfocarse en estudios que
busquen directamente maximizar el rendimiento de las células solares con
materiales innovadores y alta estabilidad frente a diversas variaciones con la
finalidad de que puedan establecerse comercialmente.

Discusión de
Resultados

Después
de analizar la evolución tecnológica de la generación solar fotovoltaica en la
última década y seleccionar los estudios más relevantes mediante la metodología
PRISMA, se destaca una clara tendencia hacia la mejora de la eficiencia y la
reducción de costos de las células solares. Aunque se han identificado
tecnologías prometedoras, como las células solares multi-unión,
que han alcanzado eficiencias superiores al 30%, y las células de perovskita,
que muestran avances significativos en eficiencia, aún existen barreras
limitantes, como la estabilidad de las células y los altos costos de los
materiales. Aunque las células solares multi-unión
utilizan materiales de bajo costo, su proceso de fabricación es complejo y
representa un desafío para su implementación a gran escala. Estos hallazgos
resaltan la necesidad de continuar investigando para superar estas limitaciones
y aprovechar todo el potencial de la energía solar fotovoltaica.

La
revisión de la literatura destaca la importancia de la temperatura en la
eficiencia de las células solares, teniendo eficiencias de conversión de
energía mayores a bajas temperaturas. Por otra parte, al mezclar células
solares con otros tipos de tecnologías y formar sistemas híbridos, las
temperaturas bajas ya no son la mejor opción debido a que hay que considerar
nuevos factores para optimizar al máximo el sistema híbrido.

En
cuanto a resultados obtenido a gran escala, la revisión resalta la
investigación adicional en temas como aplicación de nuevas tecnologías a gran
escala, los impactos ambientales de la implementación de estas nuevas
tecnologías y la vida útil de las nuevas células solares.

Conclusiones

La revisión literaria
reportada en este artículo muestra la evolución tecnológica de la generación
solar fotovoltaica con un enfoque principal a las células solares no
convencionales de la última década, con el objetivo principal de mostrar
prometedoras alternativas que permitan superar la eficiencia del silicio
cristalino, el cual está alcanzando rápidamente sus límites prácticos y
teóricos. Este estudio ofrece una visión integral que puede servir de
referencia tanto para investigadores del mismo campo como para aquellos de
disciplinas afines.

Para los
investigadores en el campo de la energía fotovoltaica, los hallazgos de esta
investigación proporcionan un compendio de las tecnologías más prometedoras,
destacándolas células de multi-unión, de perovskita,
células solares orgánicas, celdas de heterounión de
película delgada, entre otras. Todas estas células han logrado alcanzar,
incluso superar, la eficiencia de las células solares convencionales. Sin
embargo, diferentes barreras de confiabilidad y rentabilidad han impedido su
producción a escala.

Se evidencia que las
células solares multi-unión destacan como el caso más
prometedor en términos de eficiencia en la última década, superando el umbral
del 30%. Estas células, aparte de aprovechar materiales abundantes en el
universo para su construcción, también ofrecen una rentabilidad más aceptable
en comparación con tecnologías como las células de GaAs,
que requieren materiales costosos, limitando su aplicación a niveles como la
exploración espacial. Sin embargo, a pesar de su eficiencia y el uso de materiales
económicos, las células solares multi-unión enfrentan
desafíos relacionados con la estabilidad y la optimización de procesos para su
producción y comercialización a gran escala. Este hallazgo subraya la
importancia de seguir explorando nuevos materiales y técnicas de fabricación
que puedan integrarse en tecnologías fotovoltaicas avanzadas; un aspecto de
interés para investigadores de otros campos, como la ingeniería de materiales y
ambiental.

Referente a los
factores limitantes y desafíos futuros se observa que la alta variabilidad del
recurso solar supondría la necesidad de contar con sistemas complementarios
para las horas de ausencia solar, sin embargo la coordinación entre dos
tecnologías supone mayores factores de control y un mayor costo de inversión
tal como se analizó el caso del colector PVT, por lo que una mejora de
eficiencia supondría sacrificar el criterio de rentabilidad, por esta razón, se
concluye que para tener una verdadera evolución tecnológica de generación solar
fotovoltaica se debería seguir realizando estudios para encontrar células
solares de bajo costo, fácil fabricación y con una alta estabilidad que
aseguren su confiabilidad.

Además, este estudio
también identifica ciertas limitaciones. Entre ellas, la rápida evolución de
las tecnologías fotovoltaicas lo que significa que las mejoras continuas pueden
hacer que algunas conclusiones se vuelvan rápidamente obsoletas. Además, muchos
de los estudios revisados se encuentran todavía en etapas experimentales o de
laboratorio, lo que podría no reflejar completamente su rendimiento en
aplicaciones comerciales.

Los resultados de este
estudio reflejan una tendencia alentadora: los precios de la tecnología
fotovoltaica están disminuyendo mientras su eficiencia aumenta. Este panorama
augura una expansión de los sistemas fotovoltaicos a nivel nacional y regional,
marcando un paso hacia una matriz energética más sostenible y económica. El
acceso generalizado a la energía solar como fuente limpia y renovable se ve
facilitado por estas mejoras tecnológicas. Con una creciente disponibilidad de
opciones rentables y eficientes, se estimula una mayor adopción de la energía
solar en diversos ámbitos, desde el residencial hasta el industrial. Este
impulso contribuye significativamente al despliegue generalizado de sistemas
fotovoltaicos en la región.

Reconocimientos

Los autores agradecen a la Universidad de
Cuenca por facilitar el acceso al Laboratorio de Micro-Red, Facultad de
Ingeniería, en cuyas instalaciones fue realizada la presente investigación.
Este trabajo forma parte de las actividades investigativas del proyecto
titulado «Promoviendo la sostenibilidad energética: Transferencia de
conocimientos en generación solar y micromovilidad
eléctrica dirigida a la población infantil y adolescente de la parroquia
Cumbe», ganador de la XI Convocatoria de proyectos de servicio a la comunidad
organizado por la Dirección de Vinculación con la Sociedad de la Universidad de
Cuenca, Ecuador, bajo la dirección del autor Danny Ochoa Correa.

Los autores declaran la contribución y
participación equitativa de roles de autoría para esta publicación.

Referencias

Abdellatif, S. Josten,
A. S. G. Khalil, D. Erni, & F. Marlow. (2020).
Transparency and Diffused Light Efficiency of Dye-Sensitized Solar Cells:
Tuning and a New Figure of Merit. IEEE Journal of Photovoltaics, 10(2),
522–530. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2020.2965399

An, J., Shen, Y.,
Roca i Cabarrocas, P.,
& Chen, W. (2022). Fabrication of Crystalline Si Thin Films for
Photovoltaics. Physica Status Solidi - Rapid Research Letters, 16(12).
https://doi.org/10.1002/pssr.202200290

Araki, K., Tawa,
H., Saiki, H., Ota, Y., Nishioka, K., & Yamaguchi, M. (2020). The outdoor
field test and energy yield model of the four-terminal on si
tandem PV module. Applied Sciences (Switzerland), 10(7).
https://doi.org/10.3390/app10072529

Bošnjaković, M.,
Santa, R., Crnac, Z., & Bošnjaković, T. (2023).
Environmental Impact of PV Power Systems. Sustainability (Switzerland), 15(15).
https://doi.org/10.3390/su151511888

Boychev, B., &
Petkova, P. (2023). Assessment of the Economic Efficiency of a Photovoltaic
Plant for a Small and Medium-Sized Production Facility. 2023 15th Electrical
Engineering Faculty Conference (BulEF), 1–3.
https://doi.org/10.1109/BulEF59783.2023.10406203

British Petroleum.
(2022). Statistical Review of World Energy 2022.
https://www.bp.com/content/dam/bp/country-sites/es_es/spain/home/pdfs/noticias/Resumen%20Ejecutivo%20-%20STR.pdf

Chabla-Auqui, L., Ochoa-Correa, D., Villa-Ávila,
E., & Astudillo-Salinas, P. (2023). Distributed Generation Applied
to Residential Self-Supply in South America in the Decade 2013–2023: A
Literature Review. Energies, 16(17), 6207.
https://doi.org/10.3390/en16176207

Enaganti, P. K., Soman,
S., Devan, S. S., Pradhan,
S. C., Srivastava, A. K., Pearce, J. M., & Goel, S. (2022). Dye‐sensitized solar cells as promising
candidates for underwater photovoltaic applications. Progress in
Photovoltaics: Research and Applications, 30(6), 632–639.
https://doi.org/10.1002/pip.3535

Ernst, M., Liu, X.,
Asselineau, C.-A., Chen, D., Huang, C., & Lennon, A. (2024). Accurate
modelling of the bifacial gain potential of rooftop solar photovoltaic systems.
Energy Conversion and Management, 300, 117947.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117947

Evola, G., &
Marletta, L. (2014a). Exergy and thermoeconomic
optimization of a water-cooled glazed hybrid photovoltaic/thermal (PVT)
collector. Solar Energy, 107, 12–25.
https://doi.org/10.1016/j.solener.2014.05.041

Galetovic, A., & Muñoz, C. (2009). Energías
renovables no convencionales: ¿Cuánto nos va a costar? Estudios Públicos,
112. https://doi.org/10.38178/cep.vi112.461

Green, M. A., Dunlop, E. D., Siefer, G., Yoshita, M., Kopidakis, N., Bothe, K., &
Hao, X. (2023). Solar cell efficiency tables (Version 61). Progress in Photovoltaics:
Research and Applications, 31(1), 3–16.
https://doi.org/10.1002/pip.3646

Hallam, B., Kim,
M., Underwood, R., Drury, S., Wang, L., & Dias, P. (2022). A Polysilicon
Learning Curve and the Material Requirements for Broad Electrification with
Photovoltaics by 2050. Solar RRL, 6(10).
https://doi.org/10.1002/solr.202200458

Hou, J., Inganäs, O., Friend, R. H., & Gao, F. (2018). Organic
solar cells based on non-fullerene acceptors. Nature Materials, 17(2),
119–128. https://doi.org/10.1038/nmat5063

Imran, H., Durrani,
I., Kamran, M., Abdolkader, T. M., Faryad, M., &
Butt, N. Z. (2018). High-Performance Bifacial Perovskite/Silicon Double-Tandem
Solar Cell. IEEE Journal of Photovoltaics, 8(5), 1222–1229. IEEE
Journal of Photovoltaics. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2846519

Jackson, P., Hariskos, D., Wuerz, R., Wischmann, W., & Powalla, M. (2014). Compositional investigation of
potassium doped Cu(In,Ga)Se 2 solar cells with
efficiencies up to 20.8%. Physica Status Solidi (RRL) – Rapid Research
Letters, 8(3), 219–222. https://doi.org/10.1002/pssr.201409040

Jiang, Q., Song,
Z., Bramante, R. C., Ndione, P. F., Tirawat, R.,
Berry, J. J., Yan, Y., & Zhu, K. (2023). Highly efficient bifacial
single-junction perovskite solar cells. Joule, 7(7), 1543–1555.
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.06.001

Khatoon, S., Kumar
Yadav, S., Chakravorty, V., Singh, J., Bahadur Singh, R., Hasnain, M. S., &
Hasnain, S. M. M. (2023). Perovskite solar cell’s efficiency, stability and
scalability: A review. Materials Science for Energy Technologies, 6,
437–459. https://doi.org/10.1016/j.mset.2023.04.007

Li, W., Wang, D.,
Zhou, Q., & Dong, H. (2021). Energy Efficiency Evaluation of Photovoltaic
Power Generation System Based on Analytic Hierarchy Process and Fuzzy
Comprehensive Evaluation. 2021 IEEE 5th Conference on Energy Internet and
Energy System Integration (EI2), 1029–1034.
https://doi.org/10.1109/EI252483.2021.9713643

Liu, Shi, G., Liu,
Z., & Ma, W. (2021). Toward printable solar cells based on PbX colloidal quantum dot inks. Nanoscale Horizons, 6(1),
8–23. https://doi.org/10.1039/d0nh00488j

Liu, Zhou, K.,
Wang, J., Gui, R., Xian, K., Gao, M., Yin, H., Hao, X., Zhou, Z., & Ye, L.
(2022). An Aggregation-Suppressed Polymer Blending Strategy Enables
High-Performance Organic and Quantum Dot Hybrid Solar Cells. Small, 18(19).
https://doi.org/10.1002/smll.202201387

Ozden, T., Carr, A.
J., Geerligs, B. (L. J. ), Turan, R., & Akinoglu, B. G. (2020). One-year performance evaluation of
two newly developed back-contact solar modules in two different climates. Renewable
Energy, 145, 557–568. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.06.045

Page, M. J.,
McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I.,
Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L.,
Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw,
J. M., Hróbjartsson, A., Lalu, M. M., Li, T., Loder, E. W., Mayo-Wilson, E.,
McDonald, S., … Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 statement: An updated
guideline for reporting systematic reviews. The BMJ, 372.
https://doi.org/10.1136/bmj.n71

Parhamfar, M., Sadeghkhani, I., & Adeli, A. M. (2024). Towards the net
zero carbon future: A review of blockchain-enabled peer-to-peer carbon trading.
Energy Science and Engineering, 12(3), 1242–1264.
https://doi.org/10.1002/ese3.1697

Pica, A. T., &
Sauma, E. E. (2015). Los
desafíos de la utilización de energías renovables no convencionales
intermitentes. Centro de
Políticas Públicas UC, Temas de la Agenda Pública, (81), 1-15.

Reinhard, F. Pianezzi,
B. Bissig, A. Chirilă, P. Blösch, S. Nishiwaki, S. Buecheler, & A. N. Tiwari. (2015). Cu(In,Ga)Se$_{\bf 2}$ Thin-Film Solar Cells and Modules—A
Boost in Efficiency Due to Potassium. IEEE Journal of Photovoltaics, 5(2),
656–663. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2014.2377516

Saïdi, H., Ben
Alaya, C., Boujmil, M. F., Durand, B., Lazzari, J.
L., & Bouaïcha, M. (2020). Physical properties of
electrodeposited CIGS films on crystalline silicon: Application for
photovoltaic hetero-junction. Current Applied Physics, 20(1),
29–36. https://doi.org/10.1016/j.cap.2019.09.015

Solano, J. C.,
Herrera, V., Ordóñez, Á., Caraballo, M., & Lozano, A. (2024). Economic
Analysis of Residential Photovoltaic Self-Consumption in Ecuador: Simulation
Tool. Green Energy and Technology, 57–69.
https://doi.org/10.1007/978-3-031-52171-3_4

Srivishnu, K. S., Rajesh, M.
N., Prasanthkumar, S., & Giribabu,
L. (2023). Photovoltaics for indoor applications: Progress, challenges and
perspectives. Solar Energy, 264, 112057.
https://doi.org/10.1016/j.solener.2023.112057

Vishkasougheh, M. H., &
Tunaboylu, B. (2013). Simulation of high efficiency silicon solar cells with a
hetero-junction microcrystalline intrinsic thin layer. Energy Conversion and
Management, 72, 141–146.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.10.025

Wang, F., & Wu,
J. (2023). Applications in solar thin films. En Modern Ion Plating
Technology: Fundamentals and Applications (pp. 321–340). Elsevier.

White, N. N. Lal,
& K. R. Catchpole. (2014). Tandem Solar Cells Based on High-Efficiency c-Si
Bottom Cells: Top Cell Requirements for >30% Efficiency. IEEE Journal of
Photovoltaics, 4(1), 208–214.
https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2013.2283342

Würfel, U., Herterich, J., List, M., Faisst,
J., Bhuyian, M. F. M., Schleiermacher, H.-F.,
Knupfer, K. T., & Zimmermann, B. (2021). A 1 cm 2 Organic Solar
Cell with 15.2% Certified Efficiency: Detailed Characterization and
Identification of Optimization Potential. Solar RRL, 5(4),
2000802. https://doi.org/10.1002/solr.202000802

Xu, W., Yao, X.,
Wu, H., Zhu, T., & Gong, X. (2020). The compositional engineering of
organic–inorganic hybrid perovskites for high-performance perovskite solar
cells. Emergent Materials, 3(6), 727–750.
https://doi.org/10.1007/s42247-020-00128-8

Za’abar, F. I., Yusoff,
Y., Mohamed, H., Abdullah, S. F., Mahmood Zuhdi, A.
W., Amin, N., Chelvanathan, P., Bahrudin, Mohd. S.,
Rahman, K. S., Samsudin, N. A., & Wan Abdullah, W. S. (2021). A Numerical
Investigation on the Combined Effects of MoSe2 Interface Layer and Graded
Bandgap Absorber in CIGS Thin Film Solar Cells. Coatings, 11(8),
930. https://doi.org/10.3390/coatings11080930

Zhang, H., Yu, Z.,
Zhu, C., Yang, R., Yan, B., & Jiang, G. (2023). Green or not? Environmental
challenges from photovoltaic technology. Environmental Pollution, 320.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121066