Celdas solares fotovoltaicas

Instituto politécnico Nacional

CECyT No. 4 Lázaro Cárdenas

Proyecto Aula

Tema: Celdas Solares

Asesor: Ordaz Martínez Raúl

Integrantes:

Barrera Pineda José

Álvarez Romero Cristian Daniel

Castañeda Mario

Grupo: 5IM9

Ciclo Escolar: 2009 - 2010

¿Qué son las celdas solares?
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, yasea directamente vía el efecto fotovoltaico, o indirectamente mediante la previa conversión de energía solar a calor o a energía química.
La forma más común de las celdas solares se basa en el efecto fotovoltaico, en el cual la luz que incide sobre un dispositivo semiconductor de dos capas produce una diferencia del foto voltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conduciruna corriente a través de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.
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Los orígenes de celdas solares
Aunque las celdas solares eficientes han estado disponibles recién desde mediados de los años 50, la investigación científica del efecto fotovoltaico comenzó en 1839, cuando el científico francés, Henri Becquerel descubrió que una corriente eléctrica podría ser producida haciendobrillar una luz sobre ciertas soluciones químicas.
El efecto fue observado primero en un material sólido (el metal selenio) en 1877. Este material fue utilizado durante muchos años para los fotómetros, que requerían de cantidades muy pequeñas de energía. Una comprensión más profunda de los principios científicos, fue provista por Albert Einstein en 1905 y Schottky en 1930, la cual fue necesariaantes de que celdas solares eficientes pudieran ser confeccionadas. Una célula solar de silicio que convertía el 6% de la luz solar que incidía sobre ella en electricidad fue desarrollada por Chapín, Pesaron y Fuller en 1954, y esta es la clase de célula que fue utilizada en usos especializados tales como satélites orbitales a partir de 1958.
Las celdas solares de silicio disponiblescomercialmente en la actualidad tienen una eficiencia de conversión en electricidad de la luz solar que cae sobre ellas de cerca del 18%, a una fracción del precio de hace treinta años. En la actualidad existen una gran variedad de métodos para la producción práctica de celdas solares de silicio (amorfas, mono cristalinas o poli cristalinas), del mismo modo que para las celdas solares hechas de otrosmateriales (seleniuro de cobre e indio, teluro de cadmio, arseniuro de galio, etc.).
¿Cómo se hacen las celdas solares?
Las celdas solares de silicio se elaboran utilizando planchas (wafers) mono cristalinas, planchas poli cristalinas o láminas delgadas
Las planchas mono cristalinas (de aproximadamente 1/3 a 1/2 de milímetro espesor) se cortan de un gran lingote mono cristalino que se ha desarrollado aaproximadamente 1400°C, este es un proceso muy costoso. El silicio debe ser de una pureza muy elevada y tener una estructura cristalina casi perfecta.
Las planchas poli cristalinas son realizadas por un proceso de moldeo en el cual el silicio fundido es vertido en un molde y se lo deja asentar. Entonces se rebana en planchas. Como las planchas poli cristalinas son hechas por moldeo sonapreciablemente más baratas de producir, pero no tan eficiente como las celdas mono cristalinas. El rendimiento más bajo es debido a las imperfecciones en la estructura cristalina resultando del proceso de moldeo.
En los dos procesos anteriormente mencionados, casi la mitad del silicio se pierde como polvo durante el cortado.
El silicio amorfo, una de las tecnologías de lámina delgada, es creadodepositando silicio sobre un substrato de vidrio de un gas reactivo tal como silano (SiH4). El silicio amorfo es una de grupo de tecnologías de lámina delgada. Este tipo de célula solar se puede aplicar como película a substratos del bajo costo tales como cristal o plástico. Otras tecnologías de lámina delgada incluyen lámina delgada de silicio multicristalino, las celdas de seleniuro de cobre e...