Célula solar convierte la energía de la luz en la energía eléctrica. Una célula solar es básicamente una diodo de unión p-n. Utiliza efecto fotovoltaico para convertir la energía de la luz en energía eléctrica.
Construcción de la célula solar
Aunque esto es básicamente un diodo de uniónpero constructivamente es una forma diferente a la convencional. diodo de unión p-n. Una capa muy fina de semiconductor tipo p se cultiva en una zona relativamente más gruesa semiconductor tipo n. Proporcionamos pocos electrodos más finos en la parte superior de la capa de semiconductores tipo p. Estos electrodos no obstruyen la luz para alcanzar la fina capa tipo p. Justo debajo de la capa tipo p hay un unión p-n. También proporcionamos un actual recogiendo el electrodo en el fondo de la capa tipo n. Encapsulamos todo el conjunto por un fino vidrio para proteger el célula solar de cualquier choque mecánico.
Principio de funcionamiento de la célula solar
Cuando la luz llega a la unión p-nlos fotones de luz pueden entrar fácilmente en la unión, a través de una capa muy delgada de tipo p. La energía de la luz, en forma de fotones, suministra suficiente energía a la unión para crear un número de pares electrón-hueco. La luz incidente rompe la condición de equilibrio térmico de la unión. Los electrones libres en la región de agotamiento pueden llegar rápidamente al lado de tipo n de la unión. Del mismo modo, los agujeros en el agotamiento pueden llegar rápidamente al lado tipo p de la unión. Una vez que los electrones libres recién creados llegan al lado de tipo n, no pueden seguir cruzando la unión debido al potencial de barrera de la unión.
Del mismo modo, los agujeros recién creados una vez que llegan al lado de tipo p no pueden cruzar más la unión se convirtió en de la misma barrera potencial de la unión. A medida que la concentración de electrones aumenta en un lado, es decir, en el lado tipo n de la unión, y la concentración de agujeros aumenta en otro lado, es decir, en el lado tipo p de la unión, la unión p-n se comportará como una pequeña pila. Se establece un voltaje que se conoce como foto voltaje. Si conectamos una pequeña carga a través de la unión, habrá una pequeña corriente que fluye a través de ella.
Características V-I de una célula fotovoltaica
Los materiales utilizados en la célula solar
Los materiales que se utilicen para este fin deben tener una separación de banda cercana a 1,5ev. Los materiales comúnmente utilizados son…
- Silicona.
- GaAs.
- CdTe.
- CuInSe2
Criterios para los materiales que se utilizarán en la célula solar
- Debe tener una brecha de banda de 1ev a 1.8ev.
- Debe tener una alta absorción óptica.
- Debe tener una alta conductividad eléctrica.
- La materia prima debe estar disponible en abundancia y el costo del material debe ser bajo.
Ventajas de la célula solar
- No hay contaminación asociada a ella.
- Debe durar mucho tiempo.
- No hay gastos de mantenimiento.
Desventajas de la célula solar
- Tiene un alto costo de instalación.
- Tiene una baja eficiencia.
- Durante el día nublado, la energía no puede ser producida y también por la noche no conseguiremos la energía solar.
Usos de los sistemas de generación solar
- Puede usarse para cargar las baterías.
- Se usa en los medidores de luz.
- Se usa para alimentar calculadoras y relojes de pulsera.
- Se puede utilizar en naves espaciales para proporcionar energía eléctrica.
Conclusión: Aunque célula solar tiene alguna desventaja asociada, pero se espera que las desventajas se superen a medida que la tecnología avance, ya que la tecnología está avanzando, el costo de las placas solares, así como el costo de instalación, disminuirá para que todos puedan esforzarse por instalar el sistema. Además, el gobierno está poniendo mucho énfasis en la energía solar, por lo que después de algunos años podemos esperar que cada hogar y también cada sistema eléctrico sea alimentado por la energía solar o la fuente de energía renovable.
