un panel solar fotovoltaico consiste en docenas de células individuales conectadas entre sí para producir una salida igual al total de todas las células en el panel. El material activo en cada celda es el silicio, el mismo elemento a partir del cual se hacen los componentes electrónicos de estado sólido. El silicio tiene propiedades fotoeléctricas, generando corriente cuando se ilumina.
metaloides
un grupo especial de elementos llamados metaloides ocupa una región entre los metales y no metales en la tabla periódica; Los metaloides tienen algunas propiedades de los metales y algunos de los no metales. por ejemplo, los metaloides pueden ser frágiles como los no metales, pero conducen la electricidad como los metales. Dos ejemplos principales de elementos metaloides son el silicio y el germanio. de los dos, el silicio tiene más usos en la electrónica porque el germanio tiene problemas en ambientes más cálidos que la temperatura ambiente.
silicona dopada
un proceso llamado dopaje mezcla pequeñas cantidades de impurezas en el silicio, cambiando sus propiedades electrónicas. por ejemplo, cuando el silicio se dopa con boro, tiene un excedente de cargas eléctricas positivas. Dopado con arsénico, la carga de silicona se vuelve negativa. Una célula solar es un sándwich de dos capas de silicio, una positiva y otra negativa. Los dos lados actúan como terminales positivos y negativos de una batería.
efecto fotoeléctrico
Cuando la luz cae sobre la superficie de una célula solar, la energía mueve los electrones en el silicio. Conectada a un circuito, la célula solar se convierte en una fuente de corriente eléctrica. aunque la corriente proporcionada por una sola celda es pequeña, del orden de unos pocos miliamperios, las corrientes de muchas celdas en un panel solar agrupadas entre sí proporcionan varios amperios de corriente.
la respuesta del silicio a la luz
En completa oscuridad, una célula solar no produce corriente. a medida que aumenta la cantidad de luz, también lo hace la salida de la celda. Sin embargo, la corriente máxima de la celda es limitada; Cualquier luz adicional más allá de un brillo máximo no produce una mayor salida eléctrica. Además del brillo, la longitud de onda de la luz incidente también es importante. una célula solar de silicio típica responde a la mayoría de las partes visibles e infrarrojas del espectro de luz solar, pero algunas longitudes de onda en las regiones amarilla y roja se absorben pobremente. algunos de los infrarrojos y todas las longitudes de onda más largas pasan a través de la célula solar y no producen electricidad.