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 Dinámica del mercado 

Impulsor: Avances en la eficiencia del tándem de perovskita y silicio que permiten una energía de alto rendimiento competitiva en costos

El auge de las células solares en tándem de perovskita y silicio se ha convertido en un factor determinante del mercado de células solares ultrafinas en 2024, impulsado por mejoras de eficiencia sin precedentes. En febrero de 2024, investigadores de Oxford PV y LONGi Green Energy alcanzaron una eficiencia de conversión récord del 34,6 % para células en tándem a escala comercial, superando así los límites tradicionales del silicio. Este avance se debe a la capacidad de la perovskita para absorber un espectro de luz más amplio al superponerse al silicio, mientras que los diseños ultrafinos minimizan el uso de material, reduciendo drásticamente los costes de producción en un 30 %. Fabricantes importantes como JinkoSolar y Trina Solar están acelerando las líneas piloto en China y Alemania, con el objetivo de alcanzar una producción a escala de gigavatios para 2026. Sin embargo, la transición depende de superar la inestabilidad histórica de la perovskita. Innovaciones como las heteroestructuras 2D/3D y la encapsulación hidrofóbica, impulsadas por Saule Technologies, amplían la vida útil de las células a más de 25 años según las normas IEC, lo que alivia las preocupaciones sobre la durabilidad.

La comercialización de estas células está transformando la economía energética en el mercado de células solares ultrafinas. Las empresas de servicios públicos en regiones con abundante sol, como California y Gujarat, están adoptando módulos tándem por su rendimiento energético un 40 % superior por metro cuadrado, crucial para parques solares urbanos con limitaciones de espacio. Mientras tanto, fabricantes de automóviles como Tesla y BYD están probando células tándem ultrafinas para la energía fotovoltaica integrada en vehículos, con el objetivo de añadir entre 15 y 20 km de autonomía diaria a los vehículos eléctricos. Si bien la escalabilidad de la producción sigue siendo un obstáculo, evidenciado por la reticencia de China a eliminar por completo las líneas de células PERC, inversiones como el Fondo Tandem PV de la UE, de 1200 millones de euros, están cubriendo las brechas. Para las partes interesadas, las células tándem ofrecen una ventana de retorno de la inversión de 5 a 7 años, lo que las posiciona como un eje central para cumplir los objetivos de descarbonización de 2030 sin depender de subsidios.

Tendencia: Sistemas híbridos que combinan energía fotovoltaica ultradelgada con almacenamiento de estado sólido

Una tendencia transformadora en el mercado de células solares ultrafinas es la integración de estas células con baterías compactas de estado sólido, creando sistemas energéticos autosostenibles para aplicaciones fuera de la red eléctrica y del Internet de las Cosas (IoT). Startups como Zunum Systems y Ascend Elements están combinando películas solares de perovskita con baterías de estado sólido de litio-metal, logrando densidades energéticas de 450 Wh/kg, un 50 % más altas que las de iones de litio convencionales. Estos híbridos eliminan los costos de equilibrio del sistema, lo que resulta ideal para torres de telecomunicaciones remotas y dispositivos médicos portátiles, donde el espacio y el peso son cruciales. Por ejemplo, el proyecto piloto de Ericsson en Kenia redujo la dependencia del diésel en un 90 % utilizando unidades de almacenamiento solar de la mitad del tamaño de las instalaciones tradicionales. Esta sinergia también está cobrando impulso en los mercados residenciales, con el nuevo sistema Evervolt Ultra de Panasonic, que combina energía fotovoltaica de película fina con una eficiencia del 18 % con almacenamiento de estado sólido de 10 kWh, acortando drásticamente los plazos de amortización a 8 años en Alemania.

La viabilidad de esta tendencia depende de la estandarización en el mercado de células solares ultrafinas. Si bien la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) publicó las directrices para sistemas híbridos en el primer trimestre de 2024, la fragmentación persiste: los diseños sin cobalto de TESLA contrastan con los modelos con electrolito de sulfuro de Samsung SDI. Además, la baja tolerancia térmica de las células ultrafinas (que se degradan por encima de los 85 °C) dificulta la integración con módulos de estado sólido de alta potencia. A pesar de ello, se proyecta que el mercado híbrido global crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 22 % hasta 2030, impulsado por los contratos de defensa (por ejemplo, la licitación de 200 millones de dólares del Ejército de EE. UU. para sistemas de uso militar) y la demanda de centros de datos. Empresas como Heliatek están integrando almacenamiento directamente en películas solares mediante microbaterías impresas, un paso hacia soluciones energéticas modulares y sin interrupciones.

Desafío: Las interrupciones geopolíticas de la cadena de suministro de semiconductores retrasan la disponibilidad de componentes críticos.

Las tensiones geopolíticas están agravando la escasez de semiconductores, lo que paraliza directamente las líneas de producción de energía solar ultrafina, que dependen de chips avanzados. Más del 70 % del galio y el germanio del mundo, esenciales para las capas conductoras de película fina, provienen de China, que endureció los controles de exportación en 2023. Esto provocó que los precios de los sustratos de nitruro de galio (GaN) se dispararan un 300 % a principios de 2024 en el mercado de células solares ultrafinas, lo que retrasó la apertura de la fábrica de células CIGS de Hanwha Solutions en EE. UU. Para agravar la situación, la taiwanesa TSMC, proveedora de chips para microinversores, priorizó los sectores de IA sobre la energía solar en el segundo trimestre de 2024, lo que dejó a empresas como Enphase Energy buscando alternativas. Estos cuellos de botella son especialmente graves en Europa, donde el Acelerador de Fabricación Solar de la UE se enfrenta a un retraso de dos años en la entrega de equipos clave.

Para mitigar los riesgos, las empresas del mercado de células solares ultrafinas están adoptando estrategias duales. Primero, la relocalización: First Solar obtuvo $500 millones en fondos de la Ley CHIPS de EE. UU. para construir una planta de obleas de GaN en Ohio, con el objetivo de producir en 2026. Segundo, la sustitución de materiales: Active Surfaces, una empresa derivada del MIT, reemplazó los metales raros en los electrodos con polímeros orgánicos, reduciendo la dependencia de los chips en un 60%. Sin embargo, estas soluciones requieren tiempo: las fundiciones taiwanesas pronostican que las asignaciones de chips para energía solar no se estabilizarán hasta finales de 2025. Para las partes interesadas, las soluciones alternativas a corto plazo, como el arrendamiento de espacio de fabricación (por ejemplo, el acuerdo de Meyer Burger con Infineon) y el almacenamiento de inventarios de obleas, son esenciales para evitar la cancelación de proyectos. La crisis subraya la necesidad de cadenas de suministro localizadas y resilientes para sostener la trayectoria del mercado ultrafino.

Análisis segmentario 

Por tecnología 

La tecnología de telururo de cadmio (CdTe) dominaba más del 32% del mercado de células solares ultrafinas en 2024, principalmente gracias a su inigualable relación coste-eficiencia y a su rápida escalabilidad. A diferencia de las alternativas basadas en silicio, las células de CdTe requieren un 99% menos de material semiconductor, lo que reduce los gastos de producción hasta en un 40%, como demuestran los últimos módulos de la Serie 7 de First Solar. Su estructura de película fina (<3 micras) permite la deposición sobre sustratos flexibles como láminas metálicas, lo que reduce el peso y la complejidad de fabricación. Además, el CdTe presenta un rendimiento excepcional en condiciones de luz difusa, alcanzando una eficiencia del 19,6% en entornos reales (NREL, 2024), lo que lo hace ideal para regiones con nubosidad frecuente, como el norte de Europa. Esta adaptabilidad ha impulsado su adopción en proyectos a gran escala, como el Parque Solar Rajastán de 1,2 GW en la India, donde los módulos de CdTe reducen los costes energéticos normalizados a 0,023 $/kWh.

Sin embargo, el dominio del CdTe en el mercado de células solares ultrafinas enfrenta desafíos. La preocupación por la toxicidad del cadmio ha impulsado el escrutinio regulatorio, particularmente bajo la Directiva RoHS revisada de la UE. Para abordar esto, fabricantes como Toledo Solar ahora incorporan cadmio en matrices poliméricas estables y ofrecen programas de reciclaje al final de su vida útil, recuperando el 95% de los materiales. Mientras tanto, los avances en I+D, como las alternativas sin telurio de la Universidad Estatal de Arizona que utilizan aleaciones de selenio, están reduciendo la dependencia de los escasos suministros de telurio. A pesar de la competencia de las perovskitas, el CdTE mantiene una ventaja en rentabilidad: el 92% de los financiadores de parques solares estadounidenses lo prefieren por sus probadas tasas de degradación a 30 años, lo que garantiza un retorno de la inversión estable para los inversores.

Por aplicación

Los BIPV representan el 28% de los ingresos del mercado de células solares ultrafinas, impulsados ​​por los estrictos mandatos de descarbonización urbana y la estética de los diseños ultrafinos. Por ejemplo, la Directiva sobre el Rendimiento Energético de los Edificios (EPBD) de la UE exige ahora que el 40% de las nuevas fachadas generen energía renovable para 2030, lo que impulsa la demanda de vidrio y revestimiento con integración solar. Las células ultrafinas, como las películas fotovoltaicas orgánicas de 0,5 micras de Heliatek, se integran a la perfección en las superficies sin comprometer la integridad arquitectónica. La modernización de la sede de Nestlé en Suiza ahorró un 30% de energía utilizando ventanas solares transparentes, manteniendo al mismo tiempo la luz natural. De igual manera, el Solar Roof V4 de Tesla, integrado con tejas delgadas de CdTe, redujo los costes de instalación en 4.000 dólares por vivienda en 2024 al eliminar los herrajes de montaje en el tejado.

El crecimiento de BIPV se ve amplificado aún más por los compromisos corporativos ESG. Empresas como Amazon y Unilever están integrando células ultrafinas en techos y señalización de almacenes, compensando entre el 15% y el 20% del uso de energía en el sitio. Mientras tanto, los pilotos de "Ciudad de Carbono Cero" de China en Shenzhen exigen BIPV para todos los edificios municipales, creando un lucrativo mercado nacional de células solares ultrafinas. Sin embargo, la adopción enfrenta cuellos de botella: los códigos de construcción fragmentados retrasan las aprobaciones, mientras que las brechas de rendimiento persisten en instalaciones sombreadas o de baja inclinación. Innovadores como Ubiquitous Energy están abordando esto con recubrimientos dinámicos que optimizan los ángulos de absorción de la luz, aumentando la producción en un 25% en condiciones subóptimas. A medida que BIPV pasa de un nicho a la corriente principal, las asociaciones entre empresas solares y gigantes de la construcción (por ejemplo, la empresa conjunta Hanwha Q CELLS-Saint-Gobain) son clave para escalar soluciones.

Por sustrato                  

Los sustratos de vidrio representan el 35% del mercado de células solares ultrafinas gracias a su durabilidad, claridad óptica y compatibilidad con la fabricación de alto rendimiento. El moderno vidrio templado de 2 mm, recubierto con capas antirreflectantes, aumenta la transmitancia de la luz hasta el 94%, un factor crucial para aplicaciones como claraboyas solares, donde la estética y la eficiencia coexisten. Por ejemplo, la nueva serie "SunEwat" de AGC Glass Europe, con células de película fina laminadas entre paneles de vidrio con una eficiencia del 22%, redujo las cargas de refrigeración de los edificios en un 18% en las torres Burj Vista de Dubái. Además, el vidrio admite técnicas de deposición rollo a rollo: Pilkington TEC, del Grupo NSG, produce módulos CIGS de 1 m de ancho a 10 m/min, lo que reduce drásticamente los costes por vatio un 12% interanual.

El dominio del sustrato en el mercado de células solares ultrafinas se ve reforzado por la infraestructura de reciclaje. A diferencia de los polímeros flexibles, los paneles de vidrio se trituran y reutilizan fácilmente, en consonancia con los mandatos de economía circular de la UE. El programa Recylience de Saint-Gobain recupera el 90 % del vidrio de fachadas solares desmanteladas para nuevos sustratos. Sin embargo, el peso sigue siendo una limitación: el vidrio de 3,5 kg/m² limita las renovaciones en estructuras ligeras. Innovadores como Corning producen ahora vidrio ultrafino de 0,7 mm con una resistencia de 200 MPa, probado en los proyectos de Okinawa, en Japón, propensos a tifones. A medida que crece la demanda de BIPV y de energía solar para automoción (p. ej., los techos corredizos solares de Hyundai), los sustratos de vidrio están preparados para mantener su posición, equilibrando el rendimiento con la circularidad.

Por instalación 

Los sistemas conectados a la red dominan el mercado de células solares ultrafinas con una cuota de mercado superior al 58% gracias a la creciente paridad de red y a las políticas favorables de medición neta. En 2024, más de 50 países ofrecerán tarifas de alimentación para la energía solar conectada a la red, y el programa PM-Surya Ghar de la India, con un presupuesto de 4.300 millones de dólares, subvencionará paneles ultrafinos para tejados urbanos. Su ligereza (<2 kg/m²) permite su modernización en estructuras antiguas, una ventaja crucial en Europa, donde el 65% de los edificios son anteriores a 1980. El "Paquete Solar I" de Alemania contó con 220 MW de instalaciones ultrafinas solo en el primer trimestre de 2024, gracias a incentivos para la estabilidad de la red de 0,08 €/kWh para la generación distribuida. Las empresas de servicios públicos también prefieren la tecnología ultradelgada para parques centralizados: la italiana Enel Green Power implementó 500 MW de películas de CdTe de First Solar en Cerdeña, aprovechando su mayor tolerancia a las condiciones de niebla para maximizar la alimentación a la red.

El control del mercado también se deriva de la disminución de la dependencia del almacenamiento. Los sistemas en red evitan la necesidad de baterías costosas, recortando los costos del proyecto en un 25% en comparación con las configuraciones híbridas. Esto es vital en regiones como el mercado de células solares ultrafinas del sudeste asiático, donde la planta solar flotante Cirata de 787 MW de Indonesia depende exclusivamente de las exportaciones de la red para compensar $ 10 millones / año en pérdidas de transmisión. Sin embargo, los riesgos de congestión de la red se avecinan: las tasas de restricción solar de España alcanzaron el 8% en 2024, lo que impulsó la demanda de inversores inteligentes. Fabricantes como SMA Solar ahora integran pronósticos impulsados ​​​​por IA en sistemas ultrafinos, ajustando dinámicamente la producción para alinearse con la capacidad de la red. Con las empresas de servicios públicos priorizando la interconexión rápida, la energía solar ultrafina en red sigue siendo la vía de menor riesgo para que las partes interesadas cumplan con los objetivos de descarbonización.

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Análisis Regional 

Asia Pacífico: Escala de manufactura, impulso político e inversiones tecnológicas

El dominio de Asia Pacífico en el mercado de células solares ultrafinas se debe a sus cadenas de suministro integradas, marcos de políticas agresivos y avances tecnológicos. China por sí sola aporta el 65% de la producción regional, impulsada por la I+D estatal y gigantes integrados verticalmente como LONGi y Trina Solar, que controlan el 40% de la producción mundial de células tándem de CdTe y perovskita. El "14.º Plan Quinquenal" del país prioriza la energía fotovoltaica ultrafina para proyectos integrados en edificios, con una asignación de 12 000 millones de dólares a la I+D de energía solar de última generación en 2024. India le sigue, con el objetivo de alcanzar 50 GW de capacidad ultrafina para 2026 a través de su Plan PLI, que subvenciona el 30% de los costes de capital para fabricantes nacionales como Waaree Energies. Japón y Corea del Sur se orientan hacia aplicaciones de nicho: las películas de perovskita de Panasonic, con una eficiencia del 20 %, alimentan actualmente el 60 % de las estaciones de carga de vehículos eléctricos de Tokio, mientras que los módulos ligeros de Hanwha Q CELLS (1,2 kg/m²) dominan el mercado solar flotante de Corea. La ventaja de costes de la región sigue siendo imbatible (Boviet Solar, de Vietnam, produce células ultrafinas a 0,18 $/W, un 22 % más baratas que sus homólogas occidentales) gracias a las materias primas subvencionadas y a las líneas de producción automatizadas. Para 2030, se proyecta que APAC mantenga su liderazgo con una cuota de mercado del 45 %, gracias a la Alianza Solar de la India, valorada en 3000 millones de dólares, y al objetivo de la ASEAN de alcanzar el 35 % de energías renovables para 2025 que impulsa la demanda.

América del Norte: Manufactura nacional impulsada por el IRA y alianzas de nicho

Norteamérica es el mercado más lucrativo de células solares ultrafinas después de Asia Pacífico, y depende de la Ley de Reducción de la Inflación (IRA), que inyectó 60 000 millones de dólares a la fabricación nacional de energía solar desde 2022. La planta de First Solar, valorada en 1100 millones de dólares y operativa desde el primer trimestre de 2024, produce 6 GW/año de módulos ultrafinos de CdTe, con el objetivo de alcanzar una penetración del 70 % en el mercado estadounidense. El sistema Solar Roof V4 de Tesla, que integra células de película fina a 2,25 $/W, representa actualmente el 15 % de las instalaciones residenciales, mientras que startups como Swift Solar se asocian con el Pentágono para desplegar 10 MW de paneles de perovskita de grado militar. El crecimiento de la región se ve limitado por la dependencia del polisilicio asiático (el 68 % de los lingotes estadounidenses provienen de Xinjiang), pero el programa "Solar Moonshot" del Departamento de Energía para 2024 pretende relocalizar el 80 % de los minerales críticos para 2027. Canadá se suma a este cambio: el Fondo de Manufactura Verde de Ontario, con 1400 millones de dólares, apoya la planta fotovoltaica flexible de 500 MW/año de Heliene, mientras que Hydro-Québec, en Quebec, implementa pilotos de células ultrafinas en la superficie de presas hidroeléctricas. A pesar del impulso impulsado por el IRA, los cuellos de botella en las interconexiones retrasan 12 GW de proyectos, lo que impulsa a empresas como NextEra Energy a priorizar los híbridos listos para la red eléctrica.

Europa: Precisión regulatoria, modelos circulares y liderazgo en BIPV

Europa captura una cuota prominente del mercado de células solares ultrafinas, anclada en la Directiva de Energías Renovables III de la UE que exige un 45% de energía solar en edificios públicos para 2027. Alemania lidera con 1,2 GW de instalaciones BIPV ultrafinas en 2024, impulsadas por las células de heterojunción integradas en vidrio de Meyer Burger y subsidios que cubren el 30% de los costos de modernización. El "Plan de Aceleración Solar" de Francia asigna €1.7 mil millones a la agrovoltaica, donde las películas de 0,5 micras de Insolight aumentan el rendimiento de los cultivos en un 15% mediante la absorción selectiva de longitud de onda. El enfoque de la región en la economía circular es crucial: Enel de Italia recicla el 92% de los módulos de película delgada al final de su vida útil, mientras que el Grupo REC de Noruega utiliza silicio 100% recuperado. Sin embargo, la fragilidad de la cadena de suministro persiste (el 55 % del vidrio de grado solar de Europa depende de las importaciones chinas), lo que impulsa iniciativas como el fondo de 4 000 millones de euros del Acelerador de Fabricación Solar de la UE para construir 20 GW de capacidad local para 2026. El sur de Europa aprovecha la alta insolación: la española Iberdrola desplegó 400 MW de seguidores ultrafinos en Andalucía, lo que redujo el consumo de agua en un 40 % en comparación con los parques solares tradicionales. A pesar del crecimiento, los retrasos en los permisos paralizan 8 GW de proyectos al año, lo que obliga a las empresas a adoptar herramientas de localización basadas en IA. El mercado europeo de sistemas ultrafinos se orientará hacia la resiliencia, combinando la producción local con diseños con almacenamiento integrado para compensar los riesgos geopolíticos.

Principales empresas en el mercado de células solares ultrafinas

• First Solar, Inc.
• Grupo de energía de película delgada Hanergy Ltd.
• Corporación SunPower
• Trina Solar Limitada
• Corporación Sharp
• Corporación eléctrica Mitsubishi
• Compañía holding solar jinko, ltd.
• Canadian Solar Inc.
• JA Solar Holdings Co., Ltd.
• Tecnologías solares de ascenso, Inc.
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado

Por tecnología

• Silicio amorfo de película delgada (a-Si)
• Telururo de cadmio (CdTe)
• Seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS)
• Fotovoltaica orgánica (OPV)
• Células solares de perovskita
• Otras tecnologías emergentes (por ejemplo, células solares de puntos cuánticos)

Por aplicaciones

• Fotovoltaica integrada en edificios (BIPV)
• Electrónica de Consumo
• Automoción (vehículos con energía solar integrada)
• Aeroespacial y defensa (satélites, vehículos aéreos no tripulados)
• Sistemas de energía industrial
• Dispositivos de energía portátiles
• Otros

Por tipo de instalación

• En la red
• Fuera de la red
• Sistemas híbridos

Por usuario final

• Residencial
• Comercial
• Industrial
• Proyectos a escala de servicios públicos
• Gobierno y defensa

Por tipo de sustrato

• Sustratos de vidrio
• Sustratos de plástico/polímero
• Sustratos de láminas metálicas
• Sustratos de papel o tela

Por nivel de eficiencia

• <10%
• 10%–20%
• >20%

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa occidental
    • el reino unido
    • Alemania
    • Francia
    • Italia
    • España
    • Resto de Europa occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Corea del Sur
  • Australia y Nueva Zelanda
  • ASEAN
    • Camboya
    • Indonesia
    • Malasia
    • Filipinas
    • Singapur
    • Tailandia
    • Vietnam
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África (MEA)
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica