objeto

célula solar

Un dispositivo que convierte la energía luminosa directamente en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico.
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Descripción

Una celda solar es un dispositivo que convierte la energía luminosa directamente en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Cuando los fotones inciden sobre la celda, excitan electrones en un material semiconductor, creando portadores de carga libres que son separados por un campo eléctrico interno, generando una corriente. Las celdas solares son los componentes básicos de los paneles solares, que son una tecnología clave para la energía renovable. Se utilizan en todo, desde paneles en techos hasta naves espaciales, y su eficiencia y costo han mejorado drásticamente en las últimas décadas.

Historia

El efecto fotovoltaico fue descubierto por Alexandre-Edmond Becquerel en 1839, y la primera celda solar práctica de silicio fue construida en los Laboratorios Bell en 1954 por Calvin Fuller, Daryl Chapin y Gerald Pearson.

Cómo funciona

Las celdas solares suelen estar hechas de materiales semiconductores como el silicio, que tienen una banda prohibida: un rango de energía donde no existen estados electrónicos. Cuando un fotón con energía mayor que la banda prohibida es absorbido, promueve un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción, dejando un hueco. El campo eléctrico interno de la celda, creado al dopar el material con impurezas, separa estas cargas, llevándolas a electrodos opuestos. Esto crea un voltaje y, cuando se conecta a un circuito, fluye una corriente.

En la práctica

Las celdas solares se utilizan en paneles solares residenciales y comerciales, cargadores portátiles, satélites y calculadoras, y se integran cada vez más en materiales de construcción y vehículos.

Dato curioso

La eficiencia de una celda solar de unión simple está fundamentalmente limitada a aproximadamente 33.7% (el límite de Shockley-Queisser), pero las celdas de unión múltiple pueden superar el 40% al apilar materiales que absorben diferentes partes del espectro.

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