Celula solar

CÉLULA SOLAR
Materiales
Las células solares también denominadas células fotovoltaicas, se construyen con semiconductores, que como su nombre indica: ni son materiales conductores ni aislantes.
Los dos elementos semiconductores más importantes son el germanio, (Ge) y el silicio (Si). Ambos, a temperatura ambiente, tienen muy pocos electrones libres, que son los responsables de su pequeñaconductividad.
Todas las células solares requieren de un material absorbente de luz capaz de atrapar los fotones y desplazar electrones por medio del efecto fotovoltaico. Los materiales usados en las células solares suelen estar diseñados para absorber la luz solar que llega a la superficie de la Tierra; sin embargo, hay células solares optimizadas para absorber longitudes de onda que no llegan aatravesar la atmósfera. Estos materiales pueden usarse en múltiples configuraciones físicas para absorber diferentes longitudes de onda produciendo la separación de cargas (electrones y huecos).
La mayoría de las células solares entran dentro de la categoría de materiales gruesos (bulk, en inglés), suelen fabricarse a partir de barras (generalmente de silicio) cortadas en rodajas u obleas y tratadasquímicamente de forma distinta por cada cara. Otros materiales se configuran como películas delgadas (thin-films) depositadas sobre un sustrato adecuado y, por último, el tercer grupo son los puntos cuánticos (quantum-dots).
La gran mayoría de las células solares que actualmente están disponibles comercialmente son de Silicio mono o poli cristalino. El primer tipo se encuentra más generalizado yaunque su proceso de elaboración es más complicado, suele presentar mejores resultados en cuanto a su eficiencia.
Por otra parte, la experimentación con materiales tales como el Telurio de Cadmio o el Diseleniuro de Indio-Cobre está llevando a las células fabricadas con estas sustancias a situaciones próximas ya a aplicaciones comerciales, contándose con las ventajas de poderse trabajar contecnologías de láminas delgadas.
Tipos de células solares.
Células monocristalinas
Son células formadas por un sólo tipo de cristal: silicio puro dopado. El dopado consiste en introducir otros materiales contaminantes en menor cantidad o impurezas en un material madre como es en este caso el silicio.
Son bastante caras y difíciles de conseguir. A pesar de eso, consiguen unos rendimientos muybuenos, los más grandes, superiores al 18%.
Células policristalinas:
Se construyen básicamente con silicio, mezclado con arsenio y galio, son un agregado de materiales. Son más sencillas de conseguir y consiguen unos rendimientos nada despreciables (15%). No duran tanto tiempo pero son perfectas para lugares en los que por las condiciones ambientales, aunque las células sean muy duraderas se rompanigualmente, como la alta montaña, los desiertos etc.
Células amorfas:
Las más baratas, menos duraderas y con rendimientos muy bajos de alrededor de un 6% que tienden a cero con el envejecimiento. Son las utilizadas en calculadoras y aparatos por el estilo ya que la energía que proporcionan es muy baja. Se construyen a base de evaporar encima de un cristal en una cámara de efluvios el materialsemiconductor o foto-reactivo y colocar un par de electrodos en cada una de las unidades correspondientes.

Modelo Eléctrico de una Célula Solar
Símbolo esquemático de una célula solar:

Circuito equivalente de una célula solar:

Para entender el comportamiento de una célula solar, es útil partir de un modelo eléctrico equivalente, basado en componentes eléctricos bien conocidos. Una célulaideal puede ser modelada como una fuente eléctrica conectada con un diodo en paralelo.
En la práctica, no existen células ideales, por lo que se colocan una resistencia en paralelo y una resistencia en serie.
Parámetros de una célula solar
Punto de Máxima Potencia
Una célula solar puede funcionar en un rango muy amplio de voltajes (V) y corrientes (I). Incrementando la resistencia de la carga...