Celdas solares

UNIVERSIDAD DE LA CIENEGA DEL ESTADO DE MICHOACAN DE OCAMPO

“QUIMICA”
PROF. RAFAEL VILLASEÑOR

“CELDAS FOTOVOLTAICAS”
(Parte técnica)

Integrantes:
Carlos Morfin Díaz
Juan Carlos Suárez Rivera
Humberto Prado Lázaro
Miguel Ángel Licea Morales

Fecha: 28/ 0ctubre/ 2008

Celdas Solares
Las células o celdas solares son dispositivos que convierten energía solar en electricidad, ya sea directamentevía 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 fotovoltaje o del potencial entre las capas. Este voltaje es capaz de conducir una corriente através de un circuito externo de modo de producir trabajo útil.
Efecto fotoeléctrico
Es la emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia, el proceso por el cual se liberan electrones de un material por la acción de la radiación se denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica. Sus características esenciales son:
* Para cada sustancia hay una frecuenciamínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación.
* La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la intensidad de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.
En los metales hay electrones que se mueven más o menos libremente a travésde la red cristalina, estos electrones no escapan del metal a temperaturas normales por que no tienen energía suficiente. Calentando el metal es una manera de aumentar su energía. Los electrones "evaporados" se denominan termoelectrones, este es el tipo de emisión que hay en las válvulas electrónicas.
En el proceso de fotoemisión, si un electrón absorbe la energía de un fotón y éste último tienemás energía que la función trabajo, el electrón es arrancado del material. Si la energía del fotón es demasiado baja, el electrón no puede escapar de la superficie del material. Aumentar la intensidad del haz no cambia la energía de los fotones constituyentes, solo cambia el número de fotones. En consecuencia, la energía de los fotones emitidos no depende de la intensidad de la luz, sino de laenergía de los fotones individuales.
Los electrones pueden absorber energía de los fotones cuando son irradiados, pero siguiendo un principio de "todo o nada". Toda la energía de un fotón debe ser absorbida y utilizada para liberar un electrón de un enlace atómico, o si no la energía es re-emitida. Si la energía del fotón es absorbida, una parte libera al electrón del átomo y el resto contribuye a laenergía cinética del electrón como una partícula libre.
Leyes de la emisión fotoeléctrica
1. Para un metal y una frecuencia de radiación incidente dados, la cantidad de fotoelectrones emitidos es directamente proporcional a la intensidad de luz incidente.
2. Para cada metal dado, existe una cierta frecuencia mínima de radiación incidente debajo de la cual ningún fotoelectrón puede seremitido. Esta frecuencia se llama frecuencia de corte.
3. Por encima de la frecuencia de corte, la energía cinética máxima del fotoelectrón emitido es independiente de la intensidad de la luz incidente, pero depende de la frecuencia de la luz incidente.
4. El tiempo de retraso entre la incidencia de la radiación y la emisión del fotoelectrón es muy pequeña, menos que 10-9 segundos.
Paneles(Fotovoltaicos) de energía solar
Puesto que una sola celda fotovoltaica tiene un voltaje de trabajo cercano a 0.5 V, estas generalmente se conectan juntas en serie (positivo con negativo) para proporcionar voltajes más grandes. Los paneles se fabrican en una amplia gama de los tamaños para diversos propósitos que generalmente caen en una de tres categorías básicas:
* Paneles de bajo voltaje /...