Paneles solares o células fotovoltaicas
Evolución de las células fotovoltaicas
1. Introducción
Con el fin de que se mantenga la misma escritura que en algunos países, estamos aceptando «celdas solares» en vez de «células solares».
Una célula solar es un semiconductor expuesto a la luz. Esta cuenta con los llamados fotones, que operan por millones en los paneles solares fotovoltaicos.
Los fotones “luchan” con los electrones que se encuentran en el silicio. Arrancan y capturan a los electrones, creando en su “lucha” los llamados huecos.
Un electrón (e-) busca rápidamente un espacio vacío para volver a llenarlo y, mientras la energía que el fotón le proporciona se disipa, el electrón (e-) explora hasta hallar un cable conductor. Existen múltiples formas de expresar este mismo principio.
El principio de una célula fotovoltaica es obligar a los electrones y a los huecos a avanzar hacia el lado opuesto del material en lugar de simplemente recombinarse: así, se produce la llamada diferencia de potencial y, por lo tanto, tensión entre las dos partes del material, como ocurre en una pila común. Se crea un “campo eléctrico permanente”, a través de una unión “PN”, entre dos capas dopadas, respectivamente, ‘P’ y ‘N’. “
2. Los grupos de silicio
Recordemos que las células solares o celdas fotovoltaicas son láminas delgadas fabricadas mayormente de silicio, pero silicio cristalino.
El silicio cristalino se ubica en dos importantes familias, lo que las diferencia por sus rendimientos.
- El grupo de los monos cristalinos, que cubre aproximadamente el 85 % de la producción mundial.
- El otro de los policristalinos y los amorfos de película delgada que involucra a los policristalinos de teluro de cadmio, cobre-indio-selenio y arseniuro de galio.
3. Rendimiento
Los del grupo de silicio monocristalino, que requiere de barras de silicio puro, su rendimiento para generar energía eléctrica oscila de un 14 % a un 16 %.
Los silicios policristalinos responden a veces con menos energía que la tecnología anterior. Rendimiento algo menor (12-14 %), pero el costo es mucho menor, lo que permite dominar el mercado actualmente.
4. Efecto fotoeléctrico.
El silicio tiene una propiedad muy especial conocida como “efecto fotoeléctrico”, que consiste en que este conductor de energía absorbe a los fotones de la luz solar y emite electrones. Cuando estos electrones se liberan, entonces son capturados hasta resultar una corriente eléctrica llamada la electricidad. Este fenómeno particular se está produciendo exactamente en el cuerpo de las celdas o células solares fotovoltaicas. Ver aquí más ayuda.
5. Rendimiento de la célula solar
Existen disponibles las llamadas células multicapa hechas de arseniuro de galio.
Estas alcanzan eficiencias del 30 %; sin embargo, tenemos datos de que en el ámbito de laboratorio se ha superado el 42 % de eficiencia.
¡Lo bueno!
6. Eficiencia: casi el 50 %
Gozamos de esta noticia emitida por la Universidad de Delaware de los EE. UU., ya desde el año 2007, aún vigente por la brega en bajar costos.
El mundo de la energía solar, siempre a la expectativa de mejor calidad de las células solares y, por ende, de los paneles fotovoltaicos.
La clave está en la calidad de fabricación de las células con base de silicio cristalino.
7. Conclusión
A partir de esta noticia y muchas otras que surgen cada día, la tendencia es positiva y en aumento para el empleo de esta tecnología de producción eléctrica a partir de los rayos solares, lo cual evita la emisión de gases CO₂ al planeta.
Un hito significativo en la senda hacia el objetivo de una eficiencia del 50 % en la calidad de las células solares fotovoltaicas, como un indicio de que se puede mejorar la calidad de los conjuntos solares, los parques, las torres, los edificios, las casas rurales y las industrias construidas con paneles solares fotovoltaicos.
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