Celdas solares de silicio

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CELDAS SOLARES
Las celdas solares son fabricadas a base de materiales que convierten directamente la luz solar en electricidad. Hoy en día, la mayor parte de celdas solares utilizadas a nivel comercial son de silicio (símbolo químico: Si). El silicio es lo que se conoce como un semiconductor. Este elemento químico se encuentra en todo el mundo bajo la forma de arena, que es dióxido de silicio(SiO2), también llamado cuarcita. Otra aplicación del silicio semiconductor se encuentra en la industria de la microelectrónica, donde es empleado como material base para los chips.
Estructura de una celda solar
Las celdas solares de silicio pueden ser de tipo monocristalinas, policristalinas o amorfas. La diferencia entre ellas radica en la forma como los átomos de silicio están dispuestos, esdecir, en la estructura cristalina. Existe, además, una diferencia en la eficiencia. Por eficiencia se entiende el porcentaje de luz solar que es transformado en electricidad. Las celdas solares de silicio monocristalino y policristalino tienen casi el mismo y más alto nivel de eficiencia con respecto a las de silicio amorfo.
Una celda solar típica está compuesta de capas. Primero hay una capa decontacto posterior y, luego, dos capas de silicio. En la parte superior se encuentran los contactos de metal frontales con una capa de antireflexión, que da a la celda solar su típico color azul.
Durante la última década, se ha estado desarrollando nuevos tipos de celdas solares de materiales diversos, entre las que encontramos, por ejemplo, a las celdas de película delgada y a las celdas de CIS(diseleniuro de indio de cobre) y CdTe (telururo de cadmio). Éstas están comenzado a ser comercializadas.
La fuente primaria fundamental de la energía limpia, con bajo impacto ambiental, es por excelencia, la energía solar. En la obtención de esta energía, desempeñan un importante rol los paneles fotovoltaicos, los cuales están formados por arreglos de celdas solares. Las celdas constituyen launidad básica del panel, y garantizan la potencia eléctrica deseada, según las diversas aplicaciones.

El proceso tecnológico de fabricación de celdas solares en obleas de Silicio, está compuesto por procesos químicos, térmicos y serigráficos. Una de las etapas fundamentales de la tecnología de obtención de las celdas solares, es el proceso de difusión de impurezas de fósforo en el silicio enhornos de alta temperatura, y tiene como objetivo formar la juntura p-n (o el diodo propiamente dicho), donde se produce la transformación de la energía fotovoltaica en energía eléctrica.

Proceso Tecnológico de la difusión
El proceso de formación de la unión p-n en la fabricación de las celdas solares, se realiza mediante la introducción de las impurezas de Fósforo en el Silicio a través delproceso térmico denominado Predifusión. Este proceso tecnológico, se efectúa a partir de una fuente de impurezas que garantice una concentración superficial constante en la superficie del semiconductor.

La variante tecnológica más utilizada para la obtención del proceso de predifusión, se realiza a partir de una fuente de dopante líquida de Oxicloruro de Fósforo (POCl3) en un horno de difusión aaltas temperaturas.

En el presente trabajo se realiza el diseño tecnológico de este proceso de predifusión de impurezas de Fósforo en el Silicio, con el objetivo de construir la unión p-n en la secuencia de fabricación de las celdas solares y se realiza el procedimiento experimental, discutiéndose los resultados alcanzados.

Cuando se forma la juntura p-n, es imaginariamente como unir dospedazos de silicio, uno tipo n (dopado con fósforo) y otro p (dopado con boro).

La carga predominante en n son los electrones (carga negativa), y en p los huecos (carga positiva). Al unirse para llegar al equilibrio, se desprende una carga positiva de p hacia n en la frontera de la unión y viceversa, negativa de la n a la región p. En este caso una vez logrado el equilibrio se forma el campo...
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