La empresa estadounidense Source Energy y el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) han desarrollado una nueva línea de paneles solares de silicio para satélites espaciales que promete reducir significativamente los costes de generación de energía en el espacio frente a la tecnología dominante basada en materiales III-V.

Según informó Fraunhofer ISE, los nuevos módulos emplean una tecnología de interconexión denominada shingle matrix (matriz de tejas), que, combinada con células solares de silicio de bajo coste, permite fabricar paneles mucho más económicos que las soluciones III-V utilizadas actualmente en la mayoría de las aplicaciones espaciales. Además, el proceso de producción automatizado permite a Source Energy entregar los productos en menos de seis meses desde la realización del pedido.

Actualmente, las células solares basadas en materiales III-V constituyen el estándar para la generación de energía en el espacio debido a su elevada eficiencia. Sin embargo, su alto coste y disponibilidad limitada representan un obstáculo para el desarrollo de misiones comerciales, especialmente en satélites destinados a la órbita terrestre baja (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 la Tierra", señaló Achim Kraft, responsable del departamento de Tecnologías de Módulos Fotovoltaicos de Fraunhofer ISE.

Los prototipos desarrollados presentan un diseño compacto y ligero, con un peso de 64 gramos y una superficie de 629 centímetros cuadrados (321 × 209 milímetros). Su potencia media alcanza 15,6 vatios, con módulos que llegaron a los 16,1 vatios, mientras que la eficiencia media del área activa es del 18,8% (AM0 a 25 °C). Además, ofrecen una potencia específica de 252 W/kg, una cifra que, según Fraunhofer ISE, los sitúa entre los módulos de silicio más competitivos de su categoría para aplicaciones espaciales.

Tecnología de matriz de tejas

La innovación se basa en una configuración en la que las células solares de silicio se cortan en tiras y se disponen parcialmente superpuestas, como si fueran tejas, unidas mediante un adhesivo conductor de electricidad.

Este diseño aporta varias ventajas para su uso en el espacio. En caso de que un panel resulte dañado por el impacto de pequeños meteoritos o residuos espaciales, la corriente eléctrica puede seguir circulando alrededor de la zona afectada, reduciendo la pérdida de rendimiento. Además, la disposición de las células puede adaptarse a los requisitos de tensión y corriente de cada satélite.

Según explicó Najwa Abdel Latif, responsable del proyecto en Fraunhofer ISE, la tecnología destaca por su resistencia a daños localizados, su flexibilidad de diseño y su capacidad para soportar las grandes variaciones de temperatura propias del entorno espacial.

Asimismo, el instituto señala que esta tecnología es compatible con células solares de silicio con contactos frontales y posteriores, como las tecnologías PERC y de heterounión, sin necesidad de modificar las líneas de producción. También podría adaptarse en el futuro a células tándem de silicio-perovskita, gracias a su proceso de interconexión a baja temperatura.

Producción industrial y reducción de costes

La estructura industrial necesaria para fabricar estos módulos ha sido desarrollada por M10 Solar Equipment GmbH. Tras una fase inicial de prototipos en las instalaciones Module-TEC de Fraunhofer ISE, en Friburgo (Alemania), Source Energy instaló el sistema de producción en su planta de Colorado en junio de 2026.

Según Bryan Mazor, director de tecnología de Source Energy, la automatización del proceso permite fabricar paneles fotovoltaicos por menos de cinco dólares por vatio, además de reducir considerablemente los tiempos de fabricación respecto a los paneles espaciales convencionales basados en materiales III-V.

Ensayos para aplicaciones espaciales

Los nuevos módulos fueron sometidos a diferentes pruebas de cualificación espacial para evaluar su comportamiento frente a las condiciones extremas del espacio, especialmente los cambios bruscos de temperatura.

De acuerdo con los resultados publicados por Fraunhofer ISE, los paneles cumplen el umbral de cualificación del 25% exigido para aplicaciones espaciales y, tras siete años de operación en órbita, se espera que conserven aproximadamente el 76% de su potencia inicial. Estos resultados, según el instituto, confirman su preparación para futuras misiones espaciales.