Hoy te explicaremos qué es y cómo funciona una célula fotovoltaica. Algunos materiales exhiben una propiedad conocida como el efecto fotoeléctrico que les hace absorber fotones de luz y liberar electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, conforman una corriente eléctrica que se puede utilizar como electricidad y esa fue la base para la invención de las células fotovoltaicas.
Primeros pasos
El efecto fotoeléctrico fue observado por primera vez por un físico francés llamado Edmund Bequerel, en 1839. Cuando encontró que ciertos materiales producirían pequeñas cantidades de corriente eléctrica cuando se exponían a la luz.
En 1905, Albert Einstein ganó el Premio nobel de Física al describir la naturaleza de la luz. Y el efecto en el que se basa la tecnología fotovoltaica. El primer módulo fotovoltaico fue construido por los laboratorios de Bell en 1954. Describiéndoselo como una batería solar de muy alto costo y poca utilidad práctica.
En la década de 1960, la industria espacial fue la primera en emplear esta tecnología para proporcionar energía a sus naves espaciales. A través de estos programas la tecnología avanzó, se estableció su fiabilidad y sus costes comenzaron a disminuir. Durante la crisis energética de los años setenta, la fotovoltaica fue reconocida como una fuente de energía renovable para aplicaciones no espaciales.
Características y funcionamiento de una célula fotovoltaica
Las células solares están hechas del mismo tipo de materiales semiconductores que más tarde se emplearían en la industria de la microelectrónica, como es el caso del silicio. Para crear una célula fotovoltaica, una oblea semiconductora fina es tratada especialmente para formar un campo eléctrico, negativo en un lado y positivo en el otro.
Cuando la luz del Sol alcanza una célula solar, los electrones sueltos de los átomos se dirigen al material semiconductor. Si los conductores eléctricos están unidos a los lados positivo y negativo, formando un circuito eléctrico, los electrones pueden ser capturados como corriente eléctrica. Esta electricidad puede utilizarse entonces para alimentar una carga, tal como encender una bombilla o hacer funcionar un motor.
A un determinado número de células solares conectadas eléctricamente entre sí y montadas en una estructura o marco de soporte se le denomina módulo o panel fotovoltaico. Los módulos están diseñados para suministrar electricidad a un cierto voltaje, como un sistema común de 12 voltios. La corriente producida depende directamente de la cantidad de luz que le llega al módulo.
Múltiples paneles solares pueden conectarse entre sí para formar una matriz. En general, cuanto mayor sea el área de la matriz, más electricidad se producirá. Los paneles y matrices fotovoltaicos producen corriente directa, a partir de la energía solar. Y pueden conectarse tanto en serie como en paralelo, para producir cualquier combinación de voltaje y corriente.
