Célula fotovoltaica: qué es
La célula solar o fotovoltaica es el componente básico de un módulo fotovoltaico. La célula fotovoltaica de material cristalino se compone de una lámina de material semiconductor.
Símbolo de la célula fotovoltaica
La mayoría de las células fotovoltaicas comercializadas actualmente, tiene como material de base el silicio. Este tiene la ventaja de ser un recurso relativamente abundante en la Tierra, ya utilizado ampliamente como materia prima en la industria de la electrónica. Para la fabricación de células fotovoltaicas se utiliza el silicio cristalino (silicio monocristalino, silicio policristalino) y el silicio amorfo. El rendimiento de la célula llamada fotovoltaica es su capacidad para convertir la energía luminosa en energía eléctrica. El rendimiento medio de una célula solar de silicio cristalino es de alrededor de 15-18%.
Una célula solar tiene unas dimensiones de entre 3 y 6 pulgadas. Las células fotovoltaicas se ensamblan entre sí para permitir la realización de un módulo fotovoltaico.
Módulos fotovoltaicos
Los módulos fotovoltaicos o paneles solares son los dispositivos que se usan habitualmente para capturar la energía que nos proporciona el Sol y que actualmente se están utilizando para generar energía del tipo renovable tanto pata instalaciones industriales como para viviendas individuales y comunitarias (para qué sirve la energía solar). Los paneles solares fotovoltaicos o módulos fotovoltaicos están compuestos por un conjunto de células solares que tienen la capacidad de convertir la luz en electricidad.
Un módulo fotovoltaico, que como ya sabemos, es un conjunto de células fotovoltaicas interconectadas entre sí y que en su conjunto producen energía procedente de esa fuente inagotable que es el astro Sol. Para protegerlas del exterior se le añades una estructura compuesta normalmente por un vidrio y un marco rígido.
Tipos de Célula fotovoltaica
Actualmente podemos encontrar en el mercado células solares fabricadas con materiales muy variados y elaboradas con distintas tecnologías. Por ello se pueden clasificar por varios tipos: en función del tipo de material, de la estructura interna del material, de la estructura de los dispositivos y por sus aplicaciones.
Celulas fotovoltaicas materiales
En función del tipo de materiales empleados podríamos hablar de 3 tipos:
De material simple
El material más usado es el silicio (Si), aunque también se utilizan en ocasiones el germanio (Ge) y selenio (Se).
De compuestos binarios
Los compuestos binarios más habituales son: CdTe, AsGa, InP, CdS,…
De compuestos ternarios
Entre otros podemos hablar AlGaAs, y los compuestos de estructura calcopirita basados en el Cu, como CuInSe2, …esta clasificación puede ser casi tan larga como queramos
Por la estructura interna del material
Si hablamos de la estructura interna, podemos clasificarlos así:
Monocristalinos
La célula se procesa como un único cristal, siendo las más habituales Si, AsGa, CdTe… Las células que tienen esta estructura suelen ser muy eficientes, pero su coste de fabricación es muy elevado
Multicristalinos
En estas células se disminuyen los costes de producción pero a cambio de un menor rendimiento. Su estructura interna la forman un sinfín de granos o monocristales de gran tamaño.
Policristalinos
Su estructura también está compuesta por pequeños cristales o granos, pero el tamaño del grano es mucho más pequeño que el de los materiales multicristalinos.
Dispositivos Híbridos
Hoy en día muchas células se fabrican a partir de capas o sustratos monocristalinos, sobre ellas se deposita, en láminas delgadas otro material con estructura policristalina.
Amorfos
El único material que se emplea actualmente en este tipo es el Silicio, al que normalmente se le incorpora hidrógeno en el proceso de fabricación. Uno de sus problemas es la degradación que se produce en su rendimiento después de unos meses de uso.
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