Celdas fotovoltaicas, también conocidas como células solares, se han convertido en un actor clave en el sector de las energías renovables.Estos dispositivos han revolucionado la forma en que utilizamos la energía solar para generar electricidad.En este artículo nos adentraremos en el fascinante mundo deceldas fotovoltaicasy explorar cómo generan electricidad.
En el corazón de una célula fotovoltaica se encuentra un material semiconductor, normalmente hecho de silicio.Cuando los fotones de la luz solar inciden en la superficie de una célula, excitan los electrones del material, provocando que se separen de los átomos.Este proceso se llama efecto fotovoltaico.
Para aprovechar estos electrones liberados, las baterías se construyen en capas con diferentes propiedades.La capa superior está hecha de materiales específicamente diseñados para absorber la luz solar.Debajo de esta capa se encuentra la capa activa, que está compuesta de material semiconductor.La capa inferior, llamada capa de contacto posterior, ayuda a recolectar electrones y transferirlos fuera de la célula.
Cuando la luz solar penetra la capa superior de la célula, excita los electrones de los átomos del material semiconductor.Estos electrones excitados pueden entonces moverse libremente dentro del material.Sin embargo, para generar electricidad, los electrones necesitan fluir en una dirección específica.
Aquí es donde entra en juego el campo eléctrico dentro de la célula.El material semiconductor de la capa activa está dopado con impurezas para crear un desequilibrio electrónico.Esto crea una carga positiva en un lado de la batería y una carga negativa en el otro.El límite entre estas dos regiones se llama unión pn.
Cuando un fotón excita un electrón y se separa de su átomo, es atraído hacia el lado cargado positivamente de la celda.A medida que avanza hacia el área, deja un "agujero" cargado positivamente en su lugar.Este movimiento de electrones y huecos crea una corriente eléctrica dentro de la batería.
Sin embargo, en su estado libre, los electrones no se pueden utilizar para alimentar dispositivos externos.Para aprovechar su energía, se colocan contactos metálicos en las capas superior e inferior de las células.Cuando los conductores se conectan a estos contactos, los electrones fluyen a través del circuito, creando una corriente eléctrica.
Una sola célula fotovoltaica produce una cantidad relativamente pequeña de electricidad.Por lo tanto, se conectan varias células entre sí para formar una unidad más grande llamada panel o módulo solar.Estos paneles se pueden conectar en serie o en paralelo para aumentar el voltaje y la salida de corriente, según los requisitos del sistema.
Una vez generada la electricidad, se puede utilizar para alimentar una variedad de dispositivos y electrodomésticos.En un sistema conectado a la red, el exceso de electricidad generado por paneles solares puede devolverse a la red, compensando la necesidad de generación de combustibles fósiles.En sistemas autónomos, como los que se utilizan en zonas remotas, la electricidad generada se puede almacenar en baterías para su uso posterior.
Celdas fotovoltaicasProporcionar una solución verde, sostenible y renovable a nuestras necesidades energéticas.Tienen el potencial de reducir significativamente nuestra dependencia de los combustibles fósiles y mitigar el impacto ambiental de la generación de electricidad.A medida que la tecnología continúa avanzando, es posible que veamosceldas fotovoltaicasse vuelven más eficientes y más baratos, convirtiéndolos en una parte integral de nuestro futuro panorama energético.
Hora de publicación: 27 de noviembre de 2023