Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Celda fotovoltaica, ¿Què son i com funcionen les cèl·lules fotoelèctriques?

En electrònica, una cèl·lula fotovoltaica - o cèl·lula solar - és un dispositiu elèctric que convierte l'energia incident de la radiació solar en electricitat a través de l'efecte fotovoltaic. Per tant, les celdes solars son la base dels sistemes fotovoltaics per transformar l'energia solar en energia elèctrica.

Celda fotovoltaica, ¿Què son i com funcionen les cèl·lules fotoelèctriques?

Los compuestos de un material que presenta efecto fotoeléctrico absorben fotones de la luz y emiten electrones. Quan seran electrònics lliures son capturats, el resultat és un corrent elèctric que pot ser utilitzat com a electricitat.

Los paneles fotovoltaicos están compuestos por varios grupos de células fotoeléctricas conectadas entre sí. Cada grup de celdes fotovoltaiques formen una vermella de cèl·lules fotovoltaiques connectades en circuit elèctric en sèrie per augmentar el voltatge de sortida. Al mateix temps, també connecta diverses redes en circuit paral·lel per augmentar la intensitat del corrent elèctric que és capaç d'oferir el dispositiu.

El tipus de corrent elèctric que proporciona les places fotovoltaiques és corrent continu.

¿Cómo es una celda fotovoltaica?

Las celdas solares más habituales están formadas por una capa de silicio cristalino de un espesor aproximado de 0,3 mm. El procés d'elaboració és d'un nivell sofisticat i delicat per poder aconseguir una homogeneïtat del material.

El silici és actualment el material més utilitzat en la creació de noves cèl·lules fotovoltaiques. Aquest material, que és el compost químic més abundant que es troba a la corta de la Terra, s'obté mitjançant la reducció de sílice. El primer pas és crear silici metal·lúrgic, 98% pur, a partir de pedres de quars derivades d'una veta mineral (la tècnica de creació no té res que ver amb l'arena).

El silici de qualitat fotovoltaica ha de ser transparent fins assolir el 99.999%. Per obtenir aquesta quantitat de puresa, el silici ha de destinar-se en un compost químic especial. Este compuesto especial vuelve a convertir el destilado en silicio.

Las zonas positivas y negativas de la celda solar

El camp elèctric es genera a partir de la diferent polarització de dues zones de la cèl·lula fotovoltaica. Generalment, la part superior té una càrrega negativa i el resta té una càrrega positiva per crear la unió PN.

La zona P (zona positiva o ànode receptor) és una zona a la que li falten electrons i que, per tant, té càrrega positiva. Generalment, aquesta configuració se segueix afegint al silici pur una petita part de boro que només té 3 electrons de valència.

La zona N (zona negativa o catàleg o emissor) té excés d'electrons. Generalment, aquesta zona està formada per la difusió de fòsfor que té 5 electrons a la darrera òrbita.

Debido a esta diferencia de carga eléctrica en el material semiconductor, se produce el campo eléctrico encargado de empujar los electrones de la capa N a la capa P.

La eficiència de conversió mediàtica obtinguda per les celdes solars fotovoltaiques disponibles comercialment produïdes a partir de silici monocristalí és inferior a la de les cèl·lules multicapa, normalment d'arseniuro de galio.

Actualment també hi ha noves tecnologies en la producció de panells solars que no utilitzen el silici.

¿Cómo funciona una celda fotovoltaica?

Si connectem una cèl·lula solar fotovoltaica a un circuit elèctric amb una resistència (consum) i al mateix temps rep radiació solar, produirà una diferència de potencial elèctric entre els seus contactes. Aquest voltatge provocarà la circulació dels electrons a través de la càrrega.

En aquestes condicions, la cèl·lula fotoelèctrica funciona com un generador de corrent.

La llum està composta per fotons que tenen una ciència energètica. Quan la llum incideix sobre la celda solar, els fotons incideixen sobre els electrons de la capa N. Si un electrònic absorbeix l'energia d'un fotó amb energia suficient, l'electrònic està arrancat del material deixant un espai lliure que ocuparà un altre electrònic. Aquest moviment d'electrons implica un corrent elèctric.

Podem dir que el corrent generat per una cèl·lula solar fotovoltaica il·luminada i connectada a una càrrega és el restant entre la seva capacitat de producció bruta i les pèrdues per recombinació entre electrons i fotons.

¿Para qué sirven las celdas solares fotovoltaicas?

Las celdas fotovoltaicas se utilizan a veces solas (iluminación de jardín, calculadoras, ...) o agrupades en panells solars fotovoltaics. D'aquesta forma es generen electricitat a través d'aquesta font d'energia renovable.

Les cèl·lules fotovoltaiques son els components bàsics dels mòduls fotovoltaics, que son els panells solars capaces de generar energia elèctrica a partir de la radiació solar. És, per tant, l'element bàsic essencial per a aquest tipus d'energia renovable.

Un panel solar fotovoltaico consisteix en un vermell de cèl·lules solars connectades en circuit en sèrie per augmentar la tensió de sortida. A la vegada, es connectarà diverses redes en circuit paral·lel per augmentar el corrent elèctric que sigui capaç de proporcionar el dispositiu.

El tipus de corrent elèctric que proporciona un panell fotovoltaic és corrent continu.

Las células fotoeléctricas también se utilizan para reemplazar las baterías en aplicaciones como calculadoras, relojes, aparatos, que pueden funcionar con energía solar.

És possible augmentar el seu rang d'utilització emmagatzemant energia mitjançant un condensador o una celda galvànica ( bateria). Quan es fa servir amb un dispositiu per emmagatzemar energia, hi ha que colocar un diode en sèrie per evitar la descàrrega del sistema durant la nit.

Autor:

Data de publicació: 18 de febrer de 2016
Última revisió: 14 de octubre de 2021