Los paneles solares de silicio abaratan la generación de energía en el espacio

La compañía estadounidense Source Energy y el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) han desarrollado conjuntamente una nueva línea de paneles solares para satélites espaciales basada en células fotovoltaicas de silicio. La innovación combina una tecnología de interconexión denominada shingle-matrix con células solares de bajo coste, lo que permite fabricar módulos mucho más económicos que los tradicionales basados en materiales III-V, la tecnología que domina actualmente el sector espacial.

Además, el proceso de fabricación totalmente automatizado, que utiliza la máquina Shingle-Matrix Stringer de M10 Solar Equipment GmbH, permite a Source Energy entregar sus productos en un plazo inferior a seis meses desde la realización del pedido.

Una alternativa más asequible para los satélites

Las células solares fabricadas con materiales III-V son el estándar actual para la generación de energía en el espacio debido a su elevada eficiencia. Sin embargo, su alto coste y su limitada disponibilidad representan un importante obstáculo para las misiones comerciales, especialmente para los satélites de órbita baja terrestre (LEO).

"Junto con Source Energy hemos desarrollado módulos solares de silicio para aplicaciones espaciales, similares a los que ya se utilizan con éxito y de forma rentable en instalaciones terrestres", explica el doctor Achim Kraft, responsable del departamento de Tecnologías de Módulos Fotovoltaicos de Fraunhofer ISE.

Los nuevos módulos destacan por su reducido tamaño y peso. Cada unidad pesa apenas 64 gramos, ocupa una superficie de 629 centímetros cuadrados (321 × 209 milímetros) y ofrece una potencia media de 15,6 vatios, alcanzando en algunos prototipos los 16,1 vatios. La eficiencia media sobre el área activa es del 18,8 % (AM0 a 25 °C), mientras que su potencia específica alcanza los 252 vatios por kilogramo, una cifra competitiva dentro de su categoría.

Tecnología shingle-matrix: más resistente y flexible

La clave del desarrollo reside en la tecnología de interconexión shingle-matrix. En este diseño, las células solares se cortan en tiras que se superponen parcialmente y se disponen de forma similar a un muro de ladrillos. Un adhesivo conductor une eléctricamente las células, creando una estructura altamente eficiente y resistente.

Tras una fase de prototipado realizada en las instalaciones de Fraunhofer ISE en Friburgo, Source Energy instaló en junio de 2026 el sistema industrial desarrollado por M10 Solar Equipment en su planta de fabricación de Colorado.

"Esta máquina es el corazón de nuestra producción y nos permite fabricar paneles fotovoltaicos por menos de cinco dólares por vatio", afirma Bryan Mazor, director de Tecnología (CTO) de Source Energy. "La automatización no solo reduce significativamente los costes, sino que también acelera la fabricación frente a los actuales paneles espaciales basados en tecnología III-V."

Diseñados para soportar las condiciones del espacio

Según Najwa Abdel Latif, directora del proyecto en Fraunhofer ISE, la arquitectura shingle-matrix ofrece tres ventajas fundamentales para las aplicaciones espaciales: una elevada resistencia frente a daños localizados provocados por impactos de pequeños objetos, gran flexibilidad de diseño y una excelente tolerancia a las extremas variaciones de temperatura.

Si un panel resulta dañado por el impacto de un micrometeorito o de restos de basura espacial, la disposición matricial permite que la corriente eléctrica rodee automáticamente la zona afectada, reduciendo la pérdida de rendimiento. Además, la configuración de filas y columnas puede adaptarse fácilmente a los requisitos de tensión e intensidad de cada satélite.

Otra de sus ventajas es su compatibilidad con diferentes tecnologías de células solares basadas en obleas de silicio, tanto con contactos delanteros como traseros, como las tecnologías PERC o de heterounión (HJT), sin necesidad de modificar la línea de producción. Asimismo, el proceso de interconexión a baja temperatura facilitará la futura incorporación de células tándem de silicio-perovskita.

Las pruebas confirman su viabilidad para misiones espaciales

La resistencia a las fuertes oscilaciones térmicas es uno de los principales requisitos para cualquier panel solar destinado al espacio. Por ello, los investigadores de Fraunhofer ISE seleccionaron materiales capaces de mantener sus prestaciones bajo estas condiciones extremas.

Source Energy sometió los nuevos módulos a un completo programa de ensayos de cualificación espacial, cuyos resultados confirman que cumplen los requisitos exigidos para este tipo de aplicaciones. Las estimaciones indican que, tras siete años de operación en el espacio, los paneles conservarán aproximadamente el 76 % de su potencia original, un rendimiento que avala su utilización en futuras misiones comerciales.