Investigacion

CELDAS SOLARES
El hombre ha aprendido recientemente a transformar la energía solar en eléctrica mediante diferentes
procedimientos. Algunos de ellos, los llamados heliotérmicos o fototérmicos, operan sobre principios
semejantes a los de las centrales térmicas y nucleares convencionales y por otro lado se encuentran los
llamados fotovoltaicos, los cuales significan una importantesimplificación respecto a los procesos
energéticos convencionales. Las células o celdas fotovoltaicas son dispositivos capaces de transformar la
radiación solar en electricidad; son dispositivos estáticos, es decir, carecen de partes móviles.
La conversión directa de la energía solar en electricidad, depende del efecto fotoeléctrico que ya había sido
descubierta en diversas formas en el siglo XIX. El efectofotoeléctrico, es la emisión de electrones de una
superficie solida (o liquida) cuando se irradia con emanaciones electromagnéticas. Debemos señalar que hay
dos tipos de efectos fotoeléctricos en las celdas solares. El primero es el interno, donde ciertos portadores
de carga se ven liberados dentro del seno (cavidad) de un material mediante la absorción de fotones
energéticos. En el caso delefecto fotoeléctrico externo, se emiten electrones libres mediante electrones
libres mediante la absorción de fotones energéticos.
Partiendo de una oblea de Si (disco muy delgado) se produce una celda solar que a su vez que se ha creado
el campo eléctrico interno y después de preparar los contactos eléctricos adecuados. El campo eléctrico
debe ser superficial para que la radiación solar lleguehasta el. Los contactos eléctricos que se hacen en
ambas caras de la oblea son geometría y características especiales. La cara que no recibe la radiación se
recubre totalmente, mientras que la cara expuesta a los rayos solares solo se cubre parcialmente mediante
un electrodo metálico en forma de red. Esto permite que el electrodo recoja en forma eficiente los
portadores de carga eléctricagenerados en el interior de la oblea
La construcción básica de una celda solar de unión p-n de silicio se presenta en la figura 1.Como se muestra
en la vista superior, se hace todo tipo de esfuerzos para asegurar que el área superficial perpendicular al sol
sea máxima. Además nótese que la capa metálica conectada al material tipo n y el grosor de este mismo
son tales que aseguran que un númeromáximo de fotones de energía luminosa alcancen la unión. Un fotón
de energía luminosa en esta región puede chocar con un electrón de valencia e impartirle suficiente energía
para que abandone el átomo. El resultado es una generación de electrones libres y huecos. Este fenómeno
ocurrirá a cada lado de la unión. En el material tipo n los nuevos huecos generados son portadores
minoritarios y semoverán con bastante libertad a través de la unión, como el caso de la unión p-n básica sin
polarización aplicada. Un argumento similar se cumple para los electrones generados en el material tipo p.
El resultado es un aumento en el flujo de portadores minoritarios, cuya dirección es opuesta a la corriente
directa convencional de una unión p-n

Figura 1: Celda solar (a) sección transversal (b)vista superior

Las celdas solares con difusión n en la parte superior y p debajo como la de la figura2 son preferibles en
aplicaciones espaciales porque son más resistentes a la alta energía de radiación que existe en órbita
cercana a la Tierra. La radiación afecta al tiempo de vida de los portadores minoritarios, y la respuesta de la
célula a longitudes de onda larga se reduce debido a quelos pares inducidos por el infrarrojo se forman
generalmente más allá de la región desierta y tienen mayor recorrido de difusión. En las células n sobre p,
los portadores minoritarios en la región inferior p son electrones cuyo tiempo de vida es mucho mayor que
el de los huecos, y por tanto son menos afectados por la radiación. Debido a que una celda solar genera
corrientes y voltajes...