Paneles solares

Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, que significa "luz-electricidad". Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico para transformar la energía del Sol y hacer que una corriente pase entre dos placas con cargas eléctricas opuestas.

Células fotovoltaicas están hechas de materiales especiales llamados semiconductores como la silicona. Lo que hacen, básicamente, es absorber una pequeña porción de la luz que entra en contacto con ella en el material semiconductor (todo la energía que es absorbida es transferida al semiconductor). Esta energía libera electrones y permite que estos fluyan libremente. Las células tienen uno o más campos eléctricos que mediante la absorción solar, actúan para forzar a los electrones para que estén libres y puedan fluir en una cierta dirección. Este flujo de electrones es una corriente y al poner contactos metálicos alrededor de la célula, es posible derivar esa energía para uso externo.

Proceso básico de fabricación:
1- En una lámina de material semiconductor puro se introducen elementos químicos llamados dopantes que hacen que esta tenga un exceso de electrones y aunque no exista en realidad desequilibrio eléctrico (existirá el mismo numero de electrones que de neutrones en el total de la aplancha del semiconductor ) convencionalmente se entiende que esta plancha tiene una carga negativa y se la denomina N

2- Por otro lado en otra lámina de material semiconductor se hace el mismo proceso pero en esta ocasión con otra sustancia dopante que provoca que haya una falta de electrones. Por esta razón se entiende convencionalmente que la plancha tiene una carga positiva y se le denomina P

3- Es en este punto donde se procede a realizar la unión P-N en la cual el exceso de electrones de N pasa al otro cristal y ocupa los espacios libres en P. Con este proceso la zona inmediata a la unión queda cargada positivamente en N y negativamente en P creándose un campo eléctrico cuya barrera de potencial impide que continúe el proceso de trasvase de electrones de una plancha a la otra.

A: silicona tipo N
B: silicona tipo P

Bases del funcionamiento de las celulas fotovoltaicas
Cuando el conjunto queda expuesto a la radiación solar, los fotones contenidos en la luz transmiten su energía a los electrones de los materiales semiconductores que pueden entonces romper la barrera de potencial de la union P-N y salir del semiconductor a través de un circuito exterior, produciéndose así corriente eléctrica.

A: silicona tipo N

B: silicona tipo P

Antes de terminar hay otros aspecto a tener en cuenta. La silicona es un material muy brillante que refleja mucho. Los fotones que son reflejados no pueden ser usados por la célula. Debido a esto, se le hace un antireflective coating a la parte superior de la célula para reducir las perdidas debido a la reflexión a menos de un 5 por ciento.El paso final es la cobertura de vidrio que protege a la célula. Luego, el arreglo del sistema consiste en conectar las células en series y en paralelo para conseguir efectos útiles de voltaje y corriente y luego ponerlos en un marco con un vidrio y terminales positivas y negativas en la parte posterior.

A: vidrio cobertor
B: antireflective coating
C: panel de contacto
D: silicona tipo N
E: silicona tipo P
F: contacto posterior