¿DE QUÉ ESTÁN HECHAS LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS?

¿Estás pensando en adquirir fotovoltaica para tu hogar? ¿Quieres saber de qué están hechos los módulos solares y cómo funcionan? ¡Descubre más sobre la conversión de energía solar en energía que puede ayudarle a ahorrar en tu factura de energía cada año! Aquí encontrarás todo lo que necesitas saber antes de instalar energía fotovoltaica y antes de comenzar a buscar un proveedor e instalador fotovoltaico confiable.

La energía fotovoltaica está ganando cada vez más popularidad en toda Europa, no sólo en empresas y recintos industriales, sino también en zonas residenciales. Con paneles fotovoltaicos, las familias pueden ahorrar hasta cientos de euros al año en electricidad y, al mismo tiempo, contribuir al cuidado del planeta. El sol es una fuente inagotable de energía, lo que lo convierte en la fuente de energía renovable más eficiente tanto para los hogares como para las industrias. Y con la ayuda de un espacioso sistema de almacenamiento, una batería solar, esta energía puede almacenarse durante los períodos de fuerte luz solar y utilizarse en otros días, como durante el invierno o el sombrío otoño. Muchas familias ya han instalado sus módulos fotovoltaicos en los tejados de sus casas, sin embargo, no muchos se han interesado en cómo funcionan dichos módulos y cómo están estructurados. ¿Cuál es la magia que convierte la energía del sol en electricidad? Descúbrelo en nuestro artículo de hoy.

Cuando la luz solar incide en una célula fotovoltaica (PV), también conocida como célula solar, puede reflejarse, absorberse o pasar a través de la célula. Estas células están hechas principalmente de materiales semiconductores, lo que significa que pueden conducir la electricidad mejor que los aislantes, pero no tan eficientemente como los metales. En las células fotovoltaicas se utilizan diversos materiales semiconductores.

Ahora bien, ¿cuál es el principio de funcionamiento de la célula fotovoltaica? Cuando la luz interactúa con el material semiconductor, absorbe la energía y la transfiere a partículas cargadas negativamente dentro del material, llamadas electrones. Esta energía adicional permite que los electrones se muevan a través del material, generando una corriente eléctrica. Los contactos metálicos de la célula fotovoltaica, dispuestos en forma de cuadrícula, extraen esta corriente, que luego puede utilizarse para alimentar hogares y contribuir a la red eléctrica.

La eficiencia de una célula fotovoltaica es esencialmente la potencia eléctrica producida por la célula en comparación con la energía de la luz incidente. Esta métrica indica la eficacia de la célula para convertir energía de una forma a otra. La producción de electricidad de las células fotovoltaicas está influenciada por factores como la intensidad y las longitudes de onda de la luz disponible, así como varios atributos de rendimiento de la célula.

Una característica crucial de los semiconductores fotovoltaicos es la banda prohibida, que determina las longitudes de onda de la luz que el material puede absorber y convertir en energía eléctrica. La banda prohibida es la distancia entre la banda de valencia de los electrones y la banda de conducción. Representa la energía mínima requerida para excitar un electrón hasta un estado en la banda de conducción donde pueda participar en la conducción. Cuando la banda prohibida del semiconductor coincide con las longitudes de onda de la luz incidente, la célula solar puede utilizar eficientemente toda la energía disponible.

Tipos de materiales de células solares

Ahora que ya sabes cómo funcionan las células solares, es hora de investigar el material que convierte la energía solar en energía solar. Varios tipos de células solares necesitan un tipo diferente de material de célula solar. Ahora, profundicemos en la lista de materiales fotovoltaicos más utilizados para células fotovoltaicas:

Fotovoltaica de capa fina

Las células solares de película delgada se fabrican depositando una o más capas delgadas de material fotovoltaico sobre un sustrato de soporte, como vidrio, plástico o metal. Dos tipos principales de semiconductores fotovoltaicos de película delgada dominan el mercado: el telururo de cadmio (CdTe) y el diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGS). Si bien las células de CdTe ofrecen procesos de fabricación rentables, su eficiencia aún está por detrás de la del silicio. Las células CIGS poseen propiedades prometedoras para aplicaciones fotovoltaicas, pero enfrentan complejidades en su fabricación. Ambos materiales requieren una protección mejorada en comparación con el silicio para un funcionamiento prolongado en exteriores.

Silicio

El silicio es el material semiconductor más utilizado en las células solares y representa aproximadamente el 95% de los módulos que se venden hoy en día. También es el segundo material más abundante en la Tierra, después del oxígeno, y se utiliza ampliamente en chips de computadora. Las células de silicio cristalino están formadas por átomos de silicio interconectados para formar una red cristalina, proporcionando una estructura organizada que mejora la conversión de luz en electricidad. Estas células solares basadas en silicio ofrecen una combinación de alta eficiencia, bajo costo y larga vida útil, que a menudo dura 25 años o más y conserva más del 80% de su potencia de salida original.

Fotovoltaica de Perovskite

Las células solares de perovskita, un subtipo de células de película delgada, obtienen su nombre de su distintiva estructura cristalina. Estas células incorporan capas de materiales depositados sobre un sustrato. Las células de perovskita son relativamente fáciles de ensamblar y exhiben eficiencias comparables al silicio cristalino. La eficiencia ha mejorado rápidamente en el laboratorio, pero la viabilidad comercial depende de mejorar la durabilidad para un uso prolongado en exteriores y desarrollar técnicas de fabricación rentables.

Puntos cuánticos

Las células solares de puntos cuánticos aprovechan diminutas partículas semiconductoras, de apenas nanómetros de tamaño, para conducir electricidad. Si bien ofrecen nuevos métodos de procesamiento de semiconductores, aún existen desafíos para establecer conexiones eléctricas eficientes. Los puntos cuánticos vienen en diferentes tamaños con intervalos de banda personalizables, lo que permite la optimización de la recolección de luz y la integración con otros semiconductores para un mejor rendimiento, como las perovskitas.

Fotovoltaica orgánica

Las células fotovoltaicas orgánicas (OPV) están compuestas de compuestos ricos en carbono y ofrecen potencial de personalización para funciones específicas de las células fotovoltaicas. A pesar de ser aproximadamente la mitad de eficientes que las células de silicio cristalino con vidas útiles más cortas, las células OPV presentan oportunidades para una producción en masa rentable. Su adaptabilidad a diversos materiales de soporte, incluidos plásticos flexibles, amplía sus posibles aplicaciones.

Fotovoltaica de concentración

La energía fotovoltaica de concentración (CPV) concentra la luz solar en una célula solar mediante espejos o lentes, lo que requiere menos material fotovoltaico. Esta concentración mejora la eficiencia del material fotovoltaico, pero exige materiales más caros y un seguimiento solar preciso, lo que plantea desafíos para lograr ventajas de costos sobre los módulos de silicio tradicionales.

Fotovoltaica multiunión

Las células solares multiunión emplean múltiples capas de semiconductores con diferentes intervalos de banda para capturar un espectro solar más amplio, logrando mayores eficiencias en comparación con las células de unión única. Si bien las células multiunión han demostrado eficiencias superiores al 45%, su producción sigue siendo costosa y compleja, reservada principalmente para aplicaciones especializadas como la exploración espacial y los drones militares.

Conclusión

En este artículo se le presentaron todos los diversos tipos de materiales de células solares. Aunque la información pueda parecer más técnica y difícil de procesar, no hay necesidad de sentirse abrumado. Tu instalador elegido tiene toda la información que necesitas para que empieces a utilizar eficazmente tus paneles fotovoltaicos y empieces a ahorrar energía y a proteger el planeta. Si necesitas cualquier información extra sobre fotovoltaica, no dudes en consultar nuestros otros artículos o contactar con tu instalador de confianza.
 

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