Características de las células solares

March 12

Características de las células solares


Hay una sinergia natural: los humanos modernos necesitan energía y la luz del sol está en todas partes. El truco consiste en cosechar esa energía de una manera útil y eficiente. Las células fotovoltaicas están diseñados para hacer precisamente eso: convierten la luz solar en la forma más versátil de la energía, la electricidad. Sus características de rendimiento son una indicación de cómo y qué tan bien, que hacen ese trabajo.

Composición

Las células fotovoltaicas se construyen de material semiconductor que absorbe la luz solar y transfiere la energía del fotón de luz a un electrón, que se puede alimentar un circuito eléctrico. Las opciones para semiconductores a granel incluyen silicio, germanio, teluro de cadmio, seleniuro de cobre e indio y galio seleniuro de cobre.

Bandgap y Espectro de absorción

Semiconductores absorben mejor cuando la energía de la luz que absorben es justo lo suficiente para transferir sus electrones de valencia de un estado localizado a una banda de conducción en el semiconductor, donde son libres de moverse. Cada material tiene energías de valencia y la banda de conducción específicos; la diferencia entre ellos se llama la banda prohibida. La energía transportada en un fotón depende de su longitud de onda. Cada material absorberá diferentes longitudes de onda mejor.

Eficiencia cuántica

eficiencia cuántica (QE) es una medida de lo bien que un transfiere energía de los fotones de semiconductores a los electrones. Se da en tanto por ciento, por lo que un QE del 87 por ciento significa que 87 de cada 100 fotones es absorbida por electrones en el semiconductor. QE Un semiconductor es mejor cuando un fotón tiene una energía justo por encima de la energía de banda prohibida del semiconductor, por lo QE variará con la longitud de onda. Una curva de QE mostrará la eficacia de absorción a través de todo el espectro solar.

Eficiencia de conversión

Por desgracia, no todos los electrones que absorbe la energía está disponible para alimentar un circuito. Algunos "se recombinan," lo que significa que haya que dejar a la banda de valencia, renunciar a su energía y conseguir ligado a un átomo específico una vez más. Algunos chocan contra otros átomos en el camino, renunciar a su energía en forma de calor - resistencia eléctrica en los semiconductores y los contactos eléctricos es el culpable aquí.

La Curva IV

La cantidad máxima de potencia de una célula solar puede apagar se determina midiendo su rendimiento bajo diferentes cargas de los circuitos. La corriente máxima (I) se pone hacia fuera cuando no hay carga; la tensión máxima (V) se acumula cuando hay un circuito abierto, es decir, ninguna conexión en absoluto. En algún lugar entre estos dos extremos es un punto en el que los tiempos actuales de la tensión es un máximo. El poder es el producto de la corriente y el voltaje, por lo que este punto se denomina punto de máxima potencia.