Célula solar es la unidad básica de sistema de generación de energía solar donde la energía eléctrica se extrae directamente de la energía de la luz sin ningún proceso intermedio. El funcionamiento de una célula solar sólo depende de su efecto fotovoltaico por lo tanto una célula solar también conocida como célula fotovoltaica. Una célula solar es básicamente una semiconductor dispositivo. La célula solar produce electricidad mientras la luz la golpea y el voltaje o diferencia de potencial establecido a través de los terminales de la célula está fijado a 0,5 voltios y es casi independiente de la intensidad de la luz incidente, mientras que el actual La capacidad de la célula es casi proporcional a la intensidad de la luz incidente así como al área que se expone a la luz. Cada una de las células solares tiene un terminal positivo y uno negativo como todos los demás tipos de batería células. Típicamente una célula solar o fotovoltaica tiene contacto frontal negativo y contacto posterior positivo. Una unión de semiconductores p-n está en el medio de estos dos contactos.
Mientras que la luz del sol cae sobre la célula, algunos fotones de la luz son absorbidos por célula solar. Algunos de los fotones absorbidos tendrán una energía mayor que la brecha de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción en el cristal semiconductor. Por lo tanto, un electrón de valencia obtiene la energía de un fotón y se excita y salta del enlace y crea un par de orificios para electrones. Estos electrones y agujeros de los pares e-h se llaman electrones y agujeros generados por la luz. Los electrones generados por la luz cerca del unión p-n son migrados al lado tipo n de la unión debido a la fuerza electrostática del campo a través de la unión. De manera similar, los agujeros generados por la luz que se crean cerca de la unión se migran al lado tipo p de la unión debido a la misma fuerza electrostática. De esta manera, un diferencia de potencial se establece entre dos lados de la célula y si estos dos lados están conectados por un circuito externo la corriente comenzará a fluir desde el terminal positivo al negativo de la célula solar. Este era el principio básico de funcionamiento de una célula solar, ahora discutiremos sobre los diferentes parámetros de una célula solar o célula fotovoltaica de la que depende la clasificación de un panel solar. Durante la elección de una célula solar en particular para un proyecto específico, es esencial conocer las clasificaciones de un panel solar. Estos parámetros nos dicen cuán eficientemente una célula solar puede convertir la luz en electricidad.
Corriente de cortocircuito de la célula solar
La máxima corriente que una célula solar puede entregar sin dañar su propia constricción. Se mide mediante un cortocircuito en los terminales de la célula en la condición más optimizada de la célula para producir la máxima salida. El término condición optimizada lo usé porque para la superficie fija de la célula expuesta la tasa de producción de corriente en un célula solar también depende de la intensidad de la luz y del ángulo en el que la luz cae sobre la célula. Como la producción de corriente también depende de la superficie de la célula expuesta a la luz, es mejor expresar la máxima densidad de corriente en lugar de la máxima corriente. La máxima densidad de corriente o la calificación de densidad de corriente de cortocircuito no es más que la relación de la máxima corriente o la corriente de cortocircuito con la superficie expuesta de la célula.
¿Dónde?sc es la corriente de cortocircuito, Jsc densidad de corriente máxima y A es el área de la célula solar.
Voltaje de circuito abierto de la célula solar
Se mide midiendo voltaje a través de los terminales de la célula cuando no hay carga conectada a la célula. Este voltaje depende de las técnicas de fabricación y de la temperatura, pero no de la intensidad de la luz y del área de la superficie expuesta. Normalmente el voltaje de circuito abierto de la célula solar es casi igual a 0,5 a 0,6 voltios. Normalmente se denota por Voc.
Punto de máxima potencia de la célula solar
El máximo la energía eléctrica… que una célula solar puede entregar en su condición de prueba estándar. Si dibujamos las características v-i de una célula solar, la máxima potencia se producirá en el punto de flexión de la curva característica. Se muestra en las características v-i de célula solar por Pm.
Corriente en el punto de máxima potencia
La corriente a la que se produce la máxima potencia. La corriente en el punto de máxima potencia se muestra en las características v-i de la célula solar por Im.
Voltaje en el punto de máxima potencia
El voltaje al que se produce la máxima potencia. El voltaje en el punto de máxima potencia se muestra en las características v-i de la célula solar por Vm.
Factor de llenado de la célula solar
La relación entre el producto de la corriente y el voltaje en el punto de máxima potencia y el producto de la corriente de cortocircuito y el voltaje de circuito abierto del célula solar.
Eficiencia de la célula solar
Se define como la relación entre la potencia eléctrica máxima de salida y la potencia de radiación de entrada a la célula y se expresa en porcentaje. Se considera que la potencia de radiación en la tierra es de unos 1000 vatios/metro cuadrado, por lo que si la superficie expuesta de la célula es A, entonces la potencia total de radiación en la célula será de 1000 vatios A. Por lo tanto, la eficiencia de una célula solar puede expresarse como
