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¿Qué es un panel fotovoltaico y cómo funciona?

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Los paneles fotovoltaicos tambien llamados modulos solares son capaces de crear una corriente eléctrica a través de la energía que reciben del sol en forma de ondas electromagnéticas llamadas fotones . 

¿Qué es un panel fotovoltaico y cómo funciona?

Este es el efecto fotovoltaico , descubierto en 1839 por Becquerel. Si quieres saber mas sobre este descubrimiento lee ¿ Quien invento la energia solar fotovoltaica ?

¿Cuáles son los materiales que permiten la conversión de la energía de los fotones en electricidad?

Un panel fotovoltaico está compuesto por varias celdas asociadas en serie o en paralelo, que son componentes electrónicos que permiten esta transformación. Estas células, que son frágiles, están rodeadas por una capa de vidrio , resistente a los golpes y al clima y, a veces, cubiertas con una capa antirreflectante.

Las células fotovoltaicas consisten en un material llamado “semiconductor” , principalmente silicio. Este tipo de material está a medio camino entre aisladores y conductores. 

Su conductividad eléctrica es, por lo tanto, promedio pero suficiente para permitir el paso de una corriente eléctrica , especialmente cuando está impurificada (tiene cargas añadidas + o -).

¿Que es el efecto fotovoltaico?

Más precisamente, la operación es la siguiente: los módulos constan de dos capas semiconductoras , una capa n-dopada (con carga negativa) y una capa p-dopada (con carga positiva). 

Estas dos capas de signos opuestos crean un campo eléctrico, hablamos de unión PN . Cuando el módulo absorbe fotones del sol, esto crea pares de electrones / agujeros en el material, o cargas negativas / cargas positivas. 

Como es bien sabido, ¡los cargos de signo opuesto se atraen! Los electrones irán a la capa dopada con p y los agujeros se moverán a la capa dopada con n. Este movimiento de cargas genera una corriente eléctrica., que se recoge en un circuito conductor colocado debajo de las celdas y que conecta todas las celdas de un panel.

Varios tipos de células de silicio.

El silicio puede tener diferentes naturalezas en las células fotovoltaicas, principalmente: amorfas, monocristalinas o policristalinas. La celda de silicio amorfo es la que se encuentra, por ejemplo, en la pantalla de nuestras calculadoras. 

Funciona con poca iluminación, pero también es el que tiene el menor rendimiento (menos del 10%). Utiliza la tecnología de “capas delgadas” que consiste en depositar una capa delgada de un material sobre un sustrato (vidrio, acero inoxidable, plástico …).

Luego está el silicio monocristalino , que se obtiene por enfriamiento para que el silicio se solidifique en un solo bloque. Sus células azules uniformes son las que tienen el mejor rendimiento (alrededor del 15%).

Finalmente, el silicio policristalino , que da células azules no uniformes, se obtiene mediante un enfriamiento más lento que muestra varios cristales en el material. El rendimiento de este último tipo de células es intermedio, aproximadamente el 10%. 

Ambos tipos de módulos cristalinos cubren la mayoría del mercado fotovoltaico actual. Se están realizando investigaciones sobre células fotovoltaicas orgánicas, basadas en particular en polímeros, que deberían ser más flexibles, más livianos y más baratos.

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