En física, el límite Shockley-Queisser o límite de balance detallado designa a la máxima eficiencia teórica de una célula fotoeléctrica basada en una unión p-n.El material más usado en células fotovoltaicas, el silicio tiene una banda aún más desfavorable, de 1,1 eV, lo que rebaja el máximo para células comerciales al 29%.Tecnologías modernas como el silicio monocristalino han llegado a alcanzar eficiencias del 22%, separadas de este máximo solo por consideraciones prácticas como radiación reflejada en la superficie y sombras debidas a las conexiones de la unión.Idealmente, dispositivos con un número infinito de capas pueden alcanzar rendimientos del 86% usando radiación solar concentrada.Para ello, se toman en consideración tres factores: Si a las pérdidas espectrales se le suman los efectos de cuerpo negro y recombinación, este 48% baja hasta dar un valor final de 33,7% (337 W/m² con AM 1.5).
Límite Shockley-Queisser para la eficiencia de una célula solar. La curva es irregular debida al espectro de absorción de la atmósfera. En el artículo original,
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el espectro solar se había aproximado por la más simple curva de un
cuerpo negro
a 6000 K. Por ello, la eficiencia resultante fue ligeramente diferente.
En negro: el límite para un
circuito abierto
(con
intensidad
nula) bajo el modelo Shockley-Queisser. La línea punteada en rojo indica como el voltaje es inferior al esperado para dicho gap debido a la recombinación.
