Células Solares: Tipos, Características e Funcionamento

Como funciona unha célula solar?

Unha célula solar é unha oblea, un disco de silicio cristalino de grosor menor a medio milímetro, sobre o que se realiza un tratamento engadindo substancias para modificar a súa estrutura. Este proceso converte o material base nun semiconductor tipo P, e posteriormente, a superficie trátase para convertela nun semiconductor tipo N.

Semicondutores Tipo N e P

Semiconductor tipo N

Un semiconductor tipo N obtense mediante un proceso de dopado, engadindo certos átomos ao semiconductor para aumentar o número de portadores de carga libres (neste caso, negativas ou electróns), como fósforo (P), arsénico (As) ou antimonio (Sb).

Semiconductor tipo P

Un semiconductor tipo P obtense mediante un proceso de dopado, engadindo certos átomos ao semiconductor para aumentar o número de portadores de carga libres (neste caso, positivos ou buratos), como aluminio, galio, boro ou indio.

Optimización e estrutura

Para aumentar o rendemento das células, a rexión N (a cara que recibe a luz solar) sométese a un proceso de texturización, creando micropirámides superficiais para reducir a reflexión. Enriba desta superficie texturizada, colócase unha reixa metálica que fai conexións eléctricas co semiconductor tipo N, deixando a maior parte da superficie exposta á luz solar. A reixa colócase en forma de peite, cun ancho de 20 a 150 micras, dependendo da técnica empregada. A cara exposta ao sol (rexión N) é a cara negativa da célula, mentres que a cara oposta (tipo P) é a positiva.

Tipos de células solares

As células solares preséntanse en tres tipos:

• Monocompoñente
• Policompoñente
• Mixturas poliméricas

As células monocompoñentes empregan un só tipo de semiconductor, como o silicio (Si). As policompoñentes usan dous ou tres elementos, como GaAs, InP ou CdTe.

Características do Silicio

O silicio preséntase en tres formas:

• Monocristalino
• Policristalino
• Amorfo

Silicio monocristalino

Estrutura cristalina homoxénea. Require moi alta pureza (99,99%). Rendemento satisfactorio (aproximadamente do 15%). Caro de fabricar (control de temperatura e crecemento).

Silicio policristalino

Estrutura cristalina non homoxénea. Require alta pureza (> 98%). Rendemento medio (aproximadamente do 8%). Custo medio (menor control de temperatura e crecemento). Espesor de capa máis reducido.

Silicio amorfo

Carece de estrutura cristalina. Require pouca pureza. Rendemento moi baixo (aproximadamente do 5%). Moi barato (escaso control de temperatura e crecemento). Espesor moi reducido (3 micras).