Semiconductores

Ing. Mecánica Automotriz
Física III
Dispositivos Fotovoltaicos
Trabajo Final

Dispositivos Fotovoltaicos
Física 2
Introducción
El interés por los semiconductores, estimulado por el descubrimiento del transistor, ha dado como resultado la producción de una multitud de dispositivos semiconductores.
En este trabajo práctico nos centraremos en una subdivisión en particular:
o DispositivosSemiconductores Fotosensibles Dispositivos Fotoconductores Dispositivos Fotovoltaicos Fotodiodos y Fototransistores
Dispositivos Fotovoltaicos
Física 3
Dispositivos Fotovoltaicos
Un Poco de Historia
Fotovoltaica es la definición de la conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que hace que absorbanfotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad.
El primero en notar el efecto fotoeléctrico fue el físico francés Edmundo Bequerel, en 1839. El encontró que ciertos materiales producían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando eran expuestos a la luz. En, 1905 AlbertEinstein describió la naturaleza de la luz y el efecto fotoeléctrico. Por este trabajo, se le otorgo más tarde el premio Nobel de Física.
Definición
Las celdas fotovoltaicas, son sistemas fotovoltaicos que convierten directamente parte de la luz solar en electricidad. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico en su forma más simple, estos materiales se compone de unánodo y un cátodo recubierto de un material fotosensible. La luz que incide sobre el cátodo libera electrones que son atraídos hacia el ánodo, de carga positiva originando un flujo de corriente proporcional a la intensidad de la radiación, que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede serutilizada como electricidad. Las celdas fotovoltaicas se fabrican principalmente de silicio (el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre).
Principio de Funcionamiento
La conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico se llama generación fotovoltaica. Algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico, que hace que absorban fotones de luz yemitan electrones. Cuando se captura a estos electrones libres emitidos, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como energía para alimentar circuitos. Las celdas fotovoltaicas, llamadas también celdas solares, están compuestas de la misma clase de materiales semiconductores que se usan en la industria microelectrónica, como por ejemplo el silicio.
Dispositivos FotovoltaicosFísica 4
Una delgada lámina semiconductora, especialmente tratada, forma un campo eléctrico, positivo en un lado y negativo en el otro. Cuando incide energía luminosa sobre ella, los electrones son golpeados y extraídos de los átomos del material semiconductor. Como se han dispuesto conductores eléctricos en forma de una rejilla que cubre ambas caras del semiconductor, los electrones circulanpara formar una corriente eléctrica que aporta energía. Cuando la luz solar pega en una celda sola puede ser: reflejada, absorbida o pasar limpiamente a través de esta. No obstante, solo aquella luz absorbida es la que va a generar electricidad. La energía de la luz es transferida a electrones en los átomos de la celda fotovoltaica. Con su nueva energía, estos escapan de sus posiciones normales enlos átomos del material semiconductor fotovoltaico y se convierten en parte del flujo eléctrico.
Para inducir el campo eléctrico construido dentro de una célula fotovoltaica, se ponen dos capas de materiales semiconductores ligeramente distintas en contacto entre sí. La primera es una capa semiconductora del tipo n con abundancia de electrones con carga negativa. La otra capa semiconductora es...