Las celdas solares fotovoltaicas son unos dispositivos electrónicos que transforman la energía lumínica en energía eléctrica. Esto lo hace a través del efecto fotoeléctrico, lo que genera energía solar fotovoltaica.
Los dispositivos electrónicos están elaborados de dos tipos de materiales semiconductores, uno tiene carga negativa (n) y otro tiene carga positiva (p). Las celdas solares cuentan actualmente con una eficiencia aproximada del 12% que depende del material del que estén fabricadas y de acuerdo con las condiciones climáticas.
Descripción de las celdas solares fotovoltaicas
Las celdas solares fotovoltaicas más comunes son una lámina de silicio cristalino que tiene un espesor de aproximadamente de 0,3mm. Para conseguir una homogeneidad del material se emplea en el proceso de fabricación un nivel delicado y sofisticado.
La generación del campo eléctrico es a partir de la polarización de dos áreas de la celda fotovoltaica. Por lo general la parte superior tiene un carácter negativo y lo demás es positivo lo que origina la unión p-n, con estos se logra que una de las áreas tenga:
Exceso de electrones, que llevan por nombre negativa o n o negativa, emisor o cátodo. Por lo general está formada por la propagación de fósforo que en la última órbita tiene 5 electrones.
Defecto de electrones, se les suele llamar como la zona positiva o p, receptor o ánodo. Esto por lo general se consigue cuando se agrega al silicio puro una parte muy pequeña de boro que solo cuenta con tres electrones de valencia.
Por esta diferencia de carga eléctrica en el material, se genera un campo eléctrico que se encarga de empujar los electrones. Para que salgan de la célula por la superficie de la capa N, lo que trae el establecimiento de una corriente eléctrica.
La celda solar fotovoltaica cuenta con unos contactos eléctricos para canalizar la energía que origina cuando se ilumina. Existen dos contactos principales con diseños de forma ramificada en la cara soleada. Además cuentan con ramificaciones que los unen para recoger mejor los electrones en toda la superficie de la celda.
Función de las celdas solares fotovoltaicas
La función principal de las celdas fotovoltaicas es hacer que los electrones libres se trasladen de un material semiconductor a otro. Esto lo hace buscando un espacio que puedan ocupar, lo cual produce una diferencia de potencial y el resultado es una corriente eléctrica.
Lo que significa que se producirá un flujo de electricidad del punto que tiene mayor potencial al que tiene menor potencial. Lo que se repetirá hasta que los dos puntos alcancen el mismo potencial.
Material empleado en la fabricación de las celdas solares fotovoltaicas
La mayoría de las celdas solares están fabricadas de una material especial llamado semiconductores de silicio. Además de una cubierta de vidrio templado, varias subcapas de un material encapsulante, cubiertas posteriores de vidrio, un marco de aluminio anodizado o acero inoxidable.
Los materiales de estos dispositivos son muy importantes, pero es fundamental contar con expertos para que las instalen de forma adecuada. Para que tengan un correcto funcionamiento y un excelente rendimiento.