Diccionario de Electrónica

¿Qué es una Célula solar?

Una célula solar, también conocida como celda fotovoltaica o panel solar, es un dispositivo electrónico que convierte la energía luminosa, específicamente la radiación solar, en energía eléctrica utilizable. Estas células son el componente fundamental de los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica. Su funcionamiento se basa en el efecto fotovoltaico, descubierto en 1839 por Alexandre-Edmond Becquerel, que establece que ciertos materiales generan una corriente eléctrica cuando se exponen a la luz.

Aquí tienes una descripción detallada de una célula solar:

Estructura y composición: Las células solares están construidas principalmente a partir de materiales semiconductores, que son capaces de conducir la electricidad en ciertas condiciones. Los materiales semiconductores más comunes utilizados en las células solares son el silicio cristalino y amorfo. El silicio cristalino se clasifica en dos tipos principales: monocristalino y policristalino. Estos materiales son tratados y dopados con impurezas para crear regiones con cargas eléctricas positivas (huecos) y negativas (electrones), lo que permite la generación y flujo de corriente eléctrica.

Principio de funcionamiento: Cuando la luz solar incide sobre la superficie de la célula solar, los fotones (partículas de luz) impactan en los átomos del material semiconductor, proporcionando la energía suficiente para liberar electrones de sus órbitas atómicas. Esto crea pares de electrones y huecos cargados eléctricamente. Los electrones liberados se mueven hacia la región negativa (terminal negativo) de la célula, mientras que los huecos se desplazan hacia la región positiva (terminal positivo), generando una diferencia de potencial eléctrico entre ambas regiones, lo que da lugar a una corriente eléctrica.

Unión pn y campos eléctricos: En la mayoría de las células solares, especialmente las basadas en silicio, se crea una unión pn, que es una interfaz entre dos regiones del material semiconductor. La región p (positiva) contiene exceso de huecos y la región n (negativa) contiene exceso de electrones. Esta unión crea un campo eléctrico interno que ayuda a separar más eficientemente los pares electrón-hueco generados por la luz.

Generación de electricidad: La corriente eléctrica generada por la célula solar fluye desde la región n hacia la región p debido a la diferencia de potencial creada por la unión pn y el campo eléctrico interno. Esta corriente eléctrica puede ser recogida y canalizada hacia dispositivos y sistemas de almacenamiento, como baterías o la red eléctrica, para su uso posterior.

Eficiencia y aplicaciones: La eficiencia de una célula solar se refiere a la cantidad de energía luminosa que puede convertir en electricidad. A lo largo de los años, los avances tecnológicos han mejorado la eficiencia de las células solares, permitiendo una mayor conversión de energía y una producción más rentable de electricidad solar. Las células solares se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde paneles solares en techos residenciales y comerciales hasta instalaciones de energía solar a gran escala en parques solares.

En resumen, una célula solar es un dispositivo semiconductor que aprovecha el efecto fotovoltaico para convertir la energía luminosa en electricidad utilizable, desempeñando un papel crucial en la generación de energía solar y en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles.