Anatomía de una placa solar

Antes de ahora, la silicona existente era eléctricamente neutra. Nuestros electrones extra eran balanceados por los protones extra en el fósforo. Los electrones faltantes (huecos) eran balanceados por los protones faltantes en el boro. Cuando los huecos y los electrones se mezclaban en la unión entre la silicona Tipo N y la del tipo P, esta neutralidad se rompía. ¿Llenaban los electrones libres todos los agujeros libres? La respuesta es no. Si lo hicieran, todo el entramado no sería demasiado útil. Sin embargo, justo en la unión, crean una mezcla y forman una barrera, poniendo muy difícil para los electrones en el lado N, ir al lado P. Eventualmente, se alcanza el equilibrio y tenemos un campo eléctrico separando ambos lados.

Este campo eléctrico actúa como un diodo, permitiendo (o incluso empujando) los electrones para que fluyan del lado P al lado N, pero no de la otra manera. Es como una colina – los electrones pueden ir fácilmente colina abajo (al lado N), pero no pueden escalarla (al lado P). Por tanto, tenemos un campo eléctrico actuando como un diodo donde los electrones solo se pueden mover en una dirección. Cuando la luz, en forma de fotones, incide en nuestra placa solar, su energía libera parejas de huecos de electrones.

Cada fotón con la suficiente energía normalmente liberará exactamente un electrón, y resultará en un hueco libre también. Si esto pasa lo suficientemente cerca al campo eléctrico, o si el electrón libre y el hueco vagan dentro de su rango de influencia, el campo enviará el electrón al lado N y el hueco al lado P. Esto causa un rompimiento de la neutralidad eléctrica, y si proveemos de una corriente externa, los electrones viajarán por esta vía a su lado original (lado P) para unirse a los huecos que el campo eléctrico envió ahí, haciendo el trabajo por nosotros.

El flujo de electrones provee la corriente, y el campo eléctrico de la placa causa el voltaje. Con la corriente y el voltaje, tenemos la energía, la cual es el producto de los dos. Hay algunos pasos más antes de que podamos usar la placa solar. La silicona es un material realmente brillante, lo cual significa que es muy reflectivo. Los fotones que son reflejados no pueden ser usados por el panel solar. Por esta razón, se aplica un elemento anti-reflectivo en la parte superior del panel para reducir las pérdidas de reflexión a menos de un 5 por ciento.

La parte final es la cubierta de vidrio  que protege la placa de los elementos. Los módulos de placas fotovoltaicas se consiguen conectando varios paneles (usualmente 36) en serie o paralelo para conseguir niveles útiles de voltaje y corriente eléctrica. ¿Cuánta luz de sol absorbe una placa fotovoltaica? Desafortunadamente, lo máximo que nuestra placa solar puede absorber es un 25 por ciento, aunque suele ser algo menos. ¿Por qué tan poco? En la siguiente sección del artículo, veremos los que son las perdidas de energía en las placas solares. Puedes verlo pulsando aquí.

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