¿Qué son las células fotovoltaicas?
Las células fotovoltaicas son dispositivos que producen electricidad directamente de la luz solar. Muchas células fotovoltaicas juntas forman un conjunto solar o panel solar. Estas células convierten la luz en electricidad aprovechando la energía creada cuando los fotones de la luz solar hacen que los electrones pasen a un estado de energía superior, dentro de la célula misma. Las células fotovoltaicas están compuestas de materiales en capas que incluyen dos tipos de silicio, un recubrimiento antirreflectante y una cubierta de vidrio. La tecnología utilizada para producir paneles solares continúa avanzando, y algún día puede proporcionar energía esencialmente gratuita para alimentar hogares y negocios.
Una de las partes más importantes de una célula fotovoltaica es el material utilizado como semiconductor. El silicio es el semiconductor más utilizado, pero hay otras opciones disponibles para ciertas aplicaciones, que pueden ser menos costosas que el silicio. Cuando la luz golpea el semiconductor, una parte de la energía de la luz es absorbida, causando la liberación de electrones. La corriente eléctrica que resulta es la que se puede usar como electricidad, y es recolectada por las rejillas de contacto de metal en la parte superior e inferior de las células solares.
El silicio por sí solo no es un muy buen conductor de electricidad. Para ser utilizado en una célula solar, el silicio debe modificarse o "doparse" con otros elementos. El fósforo y el boro son los elementos elegidos para este propósito. Una capa de silicio dopado con fósforo puede aprovechar el hecho de que el último elemento solo tiene un electrón en su capa de electrones más externa. Este es el electrón que puede ser eliminado por la energía de la luz.
En la otra capa, los átomos de boro tienen solo tres electrones en su capa externa, en lugar de cuatro, que tiene el silicio. Esto crea un lugar para que vayan los electrones adicionales, y este movimiento de electrones es lo que hace que la corriente eléctrica. Las dos capas de silicio también tienen cargas opuestas, que es lo que proporciona el voltaje.
Los cristales de silicio son un material naturalmente reflectante. Cuando se usan en celdas fotovoltaicas, deben tener un recubrimiento antirreflectante puesto, de lo contrario, la mayor parte de la energía solar que llega al panel se reflejará sin producir electricidad. El revestimiento antirreflectante es el factor más importante que afecta la eficiencia de un panel solar construido adecuadamente. Sin embargo, incluso con este recubrimiento, solo se puede usar una cantidad relativamente pequeña de luz para producir electricidad. A medida que avanza la tecnología, las células fotovoltaicas probablemente aumentarán su eficiencia, haciéndolas más prácticas para el uso residencial e industrial cotidiano.