Artículo Oriana V

La eficiencia de los nuevos materiales fotosensibles usados en la fabricación de paneles solares
Resumen

Las energías alternativas comienzan a tener preponderancia para ayudar en la mitigación del calentamiento global y entre ellas la energía solar por ser una fuente inagotable, es la que más se ha puesto atención para masificarla dado sus excelentes resultados en costo y facilidad deinstalación y mantenimiento. Sin embargo, los resultados en cuanto a eficiencia como medida de la energía eléctrica producida por una cantidad de radiación solar incidente, son bajos. En este artículo se evalúan y analizan las características básicas de los nuevos materiales fotosensibles que comienzan a utilizarse a fin de elevar la eficiencia de los paneles solares usados en hogares y en instalaciones detelecomunicaciones.
Los resultados que se obtienen llevan a establecer una comparación entre los materiales que actualmente se utilizan y los nuevos materiales que la industria comienza a emplear, para que desde el punto de vista de la ingeniería se consideren algunos aspectos que son relevantes pero que no han sido evidenciados suficientemente.

Palabras Clave
Materiales fotosensibles,eficiencia, paneles solares, telecomunicaciones.
1. Introducción
Las redes de telecomunicaciones en su infraestructura usan sistemas, equipos y elementos que deben ser alimentados con energía eléctrica para su operación, y estas fuentes de energía deben ser confiables y estables para que garanticen la operación y los servicios. Desde hace años se han venido usando sistemas de energía solar como fuentesalternativas complementarias que representan un avance en la consecución de estabilidad, de bajo costo y de impacto en la conservación del ambiente y mitigación del calentamiento global.
La energía eléctrica suministrada por paneles solares se consigue mediante la conversión de la radiación solar que impacta celdas fotosensibles a energía eléctrica constante o corriente directa que debe ser almacenadaen baterías para luego convertirla en energía alterna con los potenciales necesarios para alimentar los equipos de telecomunicaciones o los electrodomésticos en el hogar.
Las celdas solares hoy en día utilizan materiales semiconductores como el silicio y el grafeno, los cuales poseen características de buena conductividad y bajo consumo lo que redunda en buena eficiencia. Sin embargo, el procesode preparación de estos materiales es de muy alto costo y demanda muchos procesos para lograr un desempeño aceptable porque en la práctica los paneles fabricados con silicio no alcanzan una eficiencia mayor al 30%. Es así como en el mundo científico se han realizado investigaciones para encontrar nuevos materiales fotosensibles que posean unas mejores características que permitan incrementarostensiblemente la eficiencia de los paneles a un bajo costo.
El efecto fotovoltaico
Es el fenómeno físico que poseen algunos materiales para transformar la radiación solar en energía eléctrica. La radiación solar incide sobre las células fotovoltaicas agrupadas en módulos los cuales la convierten en energía eléctrica (SANTAMARTA, 2006).
Figura 1. Efecto Fotoeléctrico

Fuente:http://cifes.gob.cl/otros/Generador%20fotovoltaico.pdf. [Citado el: 17 de noviembre de 2015]
Como se observa en la figura 1, los módulos son compuestos por celdas solares, en la cuales la radiación solar incide sobre la unión PN del material semiconductor causando un bombeo de fotones entre el frente de contacto hasta el contacto trasero.
Las celdas fotoeléctricas
Es el dispositivo del panel encargado de transformar laenergía lumínica (radiación solar) en energía eléctrica por medio del efecto fotovoltaico.
Figura 2. Funcionamiento de una célula fotovoltaica

Fuente: http://oni.escuelas.edu.ar/2007/BUENOS_AIRES/1246/solar.htm. [Citado el: 23 de febrero de 2016]
Como se observa en la Figura 2, al impactar los fotones provenientes de la radiación solar en la celda o célula, impacta sobre la primera capa...