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Paneles solares fotovoltaicos

Los paneles solares fotovoltaicos son semiconductores capaces de convertir la luz solar directamente en electricidad.

Imagen: coincoyote

Desde comienzos de los años ‘80, la cantidad de módulos fotovoltaicos que se producen anualmente ha ido cada vez más en aumento y su precio se redujo gradualmente en la medida en que dichas cantidades aumentaban. Hoy por hoy, cada día se utiliza más este modo de energía solar y a costes muy moderados.

Los paneles solares fotovoltaicos están compuestos por un material semiconductor que absorbe la energía de la luz y la transforma directamente en corriente eléctrica. El principio del funcionamiento de estas unidades utiliza propiedades de radiación solar y de los semiconductores.

Un semiconductor es un material cuya concentración de cargas libres es muy baja en comparación a los metales.Para que un electrón unido a su átomo sea liberado en un semiconductor y participe en la conducción de la corriente, hay que proporcionar un mínimo de energía que pueda alcanzar niveles energéticos superiores (banda de conducción). Se trata de la energía “band gap” (banda prohibida) como, por ejemplo, un electronvoltio (eV). Este valor límite es único para cada material semiconductor y los rangos oscilan desde 1,0 hasta 1,8 eV para aplicaciones fotovoltaicas. Es de 1,1 eV para el silicio cristalino (c-Si), y de 1,7 eV para el silicio amorfo (a-Si).

El espectro de los rayos solares es la distribución de los fotones -partículas de luz- en función de su energía (inversamente proporcional a la longitud de onda). La radiación que llega al panel solar se refleja parcialmente ya que otra parte es absorbida y el resto atraviesa del espesor del panel.

Los fotones absorbidos cuya energía es superior a la energía de banda prohibida liberan un electrón negativo, dejando así un “hueco” positivo tras ellos. Para separar este par de cargas eléctricas de signos opuestos (positivo y negativo) y recoger la corriente eléctrica, hay que introducir un campo eléctrico,E, en ambos lados del panel.

El método utilizado para crear este campo es llamado “dopaje” (de semiconductores) por las impurezas. Existen dos tipos de dopaje:

  • Dopaje de tipo n (negativo)
  • Dopaje de tipo p (positivo)

Explicaremos más acerca de ambos tipos de dopaje así como las ventajas de utilizar los paneles solares fotovoltaicos.

Vía| Lenergie Solaire

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