Celda solar de sn

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I. INTRODUCCIÓN

Las Fotoceldas son pequeños dispositivos que producen una variación eléctrica en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz. Las fotoceldas se clasifican como fotovoltaicas (Laidler – Meiser 1997) (Rodgers 1995) (Skoog et al 2001) o celdas solares y fotoconductivas (Cicardo 1951) (Sears et al 1999).

Una celda fotovoltaica es una fuente de energía cuyo voltaje de salidavaría en relación con la intensidad de la luz en superficie. Una celda fotoconductiva es un dispositivo pasivo, incapaz de producir energía. Su resistencia varía en relación con la intensidad de la luz en su superficie (Cicardo 1951) (Sears et al 1999) (Smart – Moore 1995).

Actualmente el producto más conocido de la energía solar son las fotoceldas (celdas solares, celdas fotovoltaicas océlulas fotovoltaicas). La ventaja principal de su uso es su producción de energía constante, su larga vida y su mínimo mantenimiento (Sears et al 1999).

Las celdas solares están basadas en el efecto fotovoltaico que consiste en la conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico (Rau 1984). Algunos materiales presentan la propiedad conocida como efecto fotovoltaico que hace que absorbanfotones de luz y emitan electrones tras la creación de pares electrón-hueco. Los pares que se crean en la unión p-n o suficientemente cerca para migrar a ésta sin recombinarse; cuando estos electrones libres son capturados en el lado n y los huecos en el lado p, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad. El dispositivo conectado a un circuito externo,constituye una fuente de fem y potencia; no requiere de luz solar, cualquier luz con energía en

sus fotones mayor que la banda prohibida del material semiconductor será adecuada (Chang 1992) (Laidler – Meiser 1997) (Sears et al 1999) (Smart – Moore 1995).

Es importante distinguir entre efecto fotovoltaico y efecto fotoeléctrico, éste fue descubierto por Heinrich R. Hertz, en 1887 (Babor – Ibarz1979) (Pauling 1971) (Sears et al 1999). Cuando incide luz sobre el metal, un electrón absorbe la energía hν de un fotón que choca contra él y se desprende, saliendo expulsado. Así, ciertos materiales producen pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando son expuestos a la luz (Atkins 1991) (Levine 1981) (Strobel 1979). En 1905, Albert Einstein describió la naturaleza de la luz y el efectofotoeléctrico (Babor – Ibarz 1979) (Castellan 1976) (Levine 1981) (Pauling 1971), en el cual está basada la tecnología de fototubos al vacío (Sears et al 1999) (Skoog et al 2001) o tubos fotoemisores (Willard et al 1991). Por este trabajo, se le otorgó en 1921 el premio Nobel de física (Cicardo 1951).

El primer módulo fotovoltaico fue construido en los Laboratorios Bell en 1954 (Rau 1984). Fuedescrito como una batería solar y era más que nada una curiosidad, ya que resultaba demasiado costoso como para justificar su utilización a gran escala. En la década de los 60’s iniciando la tendencia a la miniaturización de los dispositivos electrónicos (MDE) (Shackelford 1995) con la integración a pequeña escala (SSI)- la industria espacial comenzó por primera vez a hacer uso de esta tecnología paraproveer la energía eléctrica a bordo de las naves espaciales. A través de los programas espaciales, la tecnología avanzó, alcanzó un alto grado de confiabilidad y se redujo su costo. Durante la crisis de energía en la década de los 70’s – continuando con la tendencia MDE con la integración a mediana escala (MSI)-, la tecnología fotovoltaica empezó a ganar reconocimiento como una fuente de energíapara aplicaciones no relacionadas con el espacio (Rodgers 1995) (Sears et al 1999).

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Las celdas solares están hechas de la misma clase de materiales semiconductores, tales como el silicio, que se usan en la industria microelectrónica. Para las celdas solares, una delgada rejilla semiconductora es especialmente tratada para formar un campo eléctrico, positivo en un lado y negativo en el...
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