Límite de Shockley-Queisser

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, [ 1 ] ​ 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.