Celdas fotovoltaicas

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¿Que son las Celdas Fotovoltaicas?

Una celda fotovoltaica es un dispositivo que convierte la energía de la luz del sol en energía eléctrica, a nivel atómico.
La palabra fotovoltaico(a) está formada por la combinación de dos palabras de origen griego: foto, que significa luz, y voltaico que significa eléctrico.

Un poco de historia…

El efecto foto-voltaico utilizado en lasceldas solares fue descubierto por primera vez en 1839 por Alexandre Becquerel mientras efectuaba experimentos con una pila. Observó que esta pila aumentaba su generación de electricidad al ser expuesta a la luz.  Sin embargo, no fue sino hasta 1883 cuando se construyó la primera celda solar, por Charles Fritts, quien construyó una celda solar solo 1% eficiente (es decir, solo podía aprovechar el 1%de la energía en la luz, el otro 99% era desperdiciado). 
Mas adelante Albert Einstein en 1905 fue quien describió la naturaleza de la luz y explicó el efecto fotoeléctrico, es por esto que recibe el premio nobel en 1921. Fue hasta 1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron que ciertos semiconductores, cuando eran contaminados a propósito, se volvían extremadamente sensibles a la luz perocomo la producción de estas celdas era bastante costosa y para esos años el precio era inalcanzable la venta de esta decayó hasta 1960.
Luego es en la década de los sesenta, la industria espacial comenzó por primera vez a hacer uso de esta tecnología para proveer la energía eléctrica a bordo de las naves espaciales.
En Chile se instalaron los primeros módulos en la década delos setenta, principalmente en lugares rurales, suministrando energía a artefactos de 12 V. En la actualidad, y debido a constantes avances en el área, se ha logrado obtener hasta un 42% de eficiencia en la conversión de energía.

Estructura de una Celda Fotovoltaica.

Actualmente las celdas fotovoltaicas poseen los siguientes componentes:
• Una placa de vidrio la que hace posible elingreso de luz y además protege los semiconductores.
• Una cubierta anti-reflectiva que permite disminuir la pérdida de luz por reflejo, la cual se encuentra ubicada entre la placa de vidrio y la semiconductora.
• Dos placas semiconductoras una de tipo N y la otra de tipo P las que son elaboradas principalmente de Silicio siendo ambas contaminadas a propósito con átomos de otros elementoscomo el boro y el galio. Las placas semiconductoras de silicio pueden ser monocristalino, policristalino, o amorfas. Siendo las más eficientes las de silicio monocristalino pues poseen una estructura casi perfecta, pero su costo es más elevado que las otras dos alternativas, las planchas policristalinas son más baratas de confeccionar pero no tan eficientes como la mencionada anteriormente y porúltimo las amorfas que son las menos eficientes de las tres pero más económicas.
• Entre las placas P-N está la “trayectoria” un lugar donde circulan los electrones del semiconductor N al P.

Funcionamiento de la Celda fotovoltaica
¿Cómo logra la celda solar convertir luz en energía eléctrica?  El secreto está en los fotones que son parte de todo rayo de luz.  Los fotones no son más que lapartícula elemental de toda señal electromagnética, así como los átomos son la partícula elemental de toda la materia.  Todo fotón contiene una cantidad infinitesimal de energía (4x10-19 joules), y toda luz visible al ojo humano lleva grandes cantidades de fotones.  Es la energía contenida en toda esta masa de fotones la que aprovecha la celda solar para convertir a electricidad.
El siguiente esel proceso básico, repetido millones de veces, que permite a una celda solar generar energía eléctrica:
• Los fotones chocan en la superficie de la celda fotovoltaica.  Ese permite pasar la luz a la capa de semiconductora N (negativo).
• Los átomos en la capa de semiconductores tipo N se excitan, "soltando" electrones, lo que genera un exceso de electrones en la misma.
• La capa...
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