EFECTO FOTOVOLTAICO

    Este efecto se fundamenta que cuando la radiación solar incide sobre un material semiconductor, tratado previamente, los fotones contenidos en la luz solar comunican energía a los electrones del semiconductor, siendo expulsado del mismo a través de un circuito exterior, estableciéndose así una corriente eléctrica.                                                     El material semiconductor debe de tratarse previamente, pues de no ser así, la energía cedida por el fotón a los electrones de dicho material se convertiría en calor. A fin de que la conversión de la energía no sea en calor sino en electricidad, los materiales semiconductores deben de doparse con elementos como el boro para alterar sus propiedades intrínsecas que permitan la generación de la corriente eléctrica.

    No todos los fotones se comportan del mismo modo en la producción de electricidad por efecto fotovoltaico. Unas frecuencias son más apropiadas que otras para producir dicho efecto, según los tipos de materiales semiconductores utilizados. Por este motivo la eficiencia de un determinado material está en función de la frecuencia de a luz incidente.           La Física Cuántica predice una eficiencia máxima teórica, para la célula a base de silício de un 26%, valor cercano al obtenido en laboratorio. Para la células comerciales, este valor es más bajo (17- 20 %).                                                                                                                  En cualquier caso, aunque en el futuro se alcancen los máximos rendimientos teóricos, solo una pequeña parte de la energía solar incidente puede convertirse en energía eléctrica. Comparados con los colectores térmicos, éstos, en condiciones muy favorables, podrían conseguir unos rendimientos cercanos al 80%.

Células fotovoltaicas, tipos.                                                                                                       Una célula fotovoltaica es una unidad formada por materiales semiconductores capaces de producir, mediante una unión P-N una diferencia de potencial que haga posible el efecto fotovoltaico. Éstas suelen conectarse en serie entre si, a fin de lograr una diferencia de potencial para el circuito exterior adecuada a las necesidades prácticas, o sea, entre 6 y 24 voltios.

           Atendiendo a la naturaleza y características de los materiales semiconductores que forman las células fotovoltaicas, pueden clasificarse en los siguiente grupos:

Células monocristalinas. Éstas son el tipo más común y está formada por silicio puro monocristalino. Son los más eficientes y los más caros de producir. También son rígidos y deben ser montados en una estructura rígida para su protección.

Células policristalinas. Dado que en el proceso de fabricación y corte de las células de una pieza produce desperdicios de material semiconductor en forma de polvo, se introdujo otro método de fabricación con células diferentes, que consiste en producir una fina tira continua de material policristalino cortado en trozos rectangulares. Es menos eficiente y un poco menos costosa que las células monocristalinas. También deben de ser montados en un marco rígido.

Células amorfas , éstas son manufacturadas mediante la colocación de una fina capa de amorfo (no cristalino) de silicio sobre una amplia variedad de superficies. Estos son los menos eficiente y menos costoso de producir de los tres tipos, pero con un mayor espectro de utilización, dada su naturaleza flexible.

Panel solar                                                                                                                                 La tensión proporcionada por una célula es muy baja (en torno a medio voltio para las células de silicio) y de una potencia máxima inferior a dos watios. Como la mayoría de las aplicaciones eléctricas en corriente continua trabajan con tensiones de 12 o 24 voltios, se conectan entre si un número determinados de células para la construcción de los paneles solares fotovoltáicos. Así, por ejemplo, para producir un panel de 12 voltios nominales, se necesitan entre 30 y 40 células, según las características de las mismas.                                Una vez interconexionadas las células, son encapsuladas en una estructura tipo «sandwich», consistente en una lámina de vidrio templado, otra de acetato de etilen-vinilo  (EVA) que viene a ser un sustrato orgánico, otra lámina con las células, capa de «EVA» y por último, una cubierta posterior formada por varas láminas de polímeros u otro vidrio. La estructura concreta de cada modelo de panel varía entre diferentes fabricantes.                         Finalmente se procede a un sellado al vacío, introduciéndole en un horno especial para su laminación, haciendo estanco el conjunto. Por último se rodea el perímetro del panel con materiales, como el neopreno, que los proteja y se monta la caja de conexiones con los bornes positivo y negativo.