Panel fotovoltaico

Russell Ohl patentó la célula solar moderna en el año 1946, aunque Sven Ason Berglund había patentado, con anterioridad, un método que trataba de incrementar la capacidad de las células fotosensibles.En el diseño de este se usaron células solares creadas por Peter Iles en un esfuerzo encabezado por la compañía Hoffman Electronics.La primera nave espacial que usó paneles solares fue el satélite estadounidense Vanguard 1, lanzado en marzo de 1958.ASEC desarrolló la primera celda de doble unión para las naves espaciales usadas en los EE.Esta banda está formada, además, por niveles de energía vacíos y es, precisamente, la existencia de estos niveles vacíos la que permite que los electrones puedan saltar a ellos cuando se les pone en movimiento, al aplicar un campo eléctrico.Precisamente esta circunstancia permite que los metales sean conductores de la electricidad.Los demás electrones del átomo, con energías menores, forman la banda de valencia (BV).En las sustancias aislantes, la BC está completamente vacía porque todos los electrones, incluidos los de la última capa, están ligados al átomo, tienen una energía más baja, y por lo tanto se encuentran en la banda de valencia, y además la distancia entre las bandas (se denomina a esta distancia energética banda prohibida, o gap) es bastante grande, con lo que les es muy difícil saltar a la BC.Una hipotética cuarta generación de células solares consistiría en una tecnología fotovoltaica compuesta en las que se mezclan, conjuntamente, nanopartículas con polímeros para fabricar una capa simple multiespectral.Basadas en esta idea, y la tecnología multiunión, se han usado en las misiones de Marte que ha llevado a cabo la NASA.De esta manera se convierte algo del calor en energía aprovechable.Esto les permite, posteriormente, circular a través del material y producir electricidad.Las cargas positivas complementarias que se crean en los átomos que pierden los electrones, (parecidas a burbujas de carga positiva) se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones, en el panel solar.La energía que el fotón le proporciona es capaz de excitarlo y promocionarlo a la banda de conducción, que está vacía y donde puede moverse con relativa libertad, usando esa banda, para desplazarse, a través del interior del semiconductor.Así pues, se puede afirmar que los fotones absorbidos por el semiconductor crean pares móviles de electrones-huecos.Los módulos fotovoltaicos funcionan, como se ha dejado entrever en el anterior apartado, por el efecto fotoeléctrico.A este número se le conoce como la potencia nominal (en inglés Rated Power) del panel.La temperatura es un factor que contribuye a la disminución de la eficiencia del panel.Este término se calcula usando la relación del punto de potencia máxima, Pm, dividido entre la luz que llega a la celda, irradiancia (E, en W/m²), bajo condiciones estándar (STC) y el área superficial de la célula solar (Ac en m²).Esta medición proporciona información muy relevante para el diseño, instalación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos.Por lo general, los parámetros eléctricos de los módulos fotovoltaicos se miden mediante pruebas en interiores.[11]​En dichas tecnologías de capa delgada se observan también fuertes variaciones estacionales porque la influencia del espectro solar es mucho mayor.Sin embargo, otras tecnologías, como la CIGS, presentan tasas de degradación muy inferiores, incluso en esos primeros años.Por otra parte, están produciéndose grandes avances en la tecnología fotovoltaica y ya existen paneles experimentales con rendimientos superiores al 40 %.En 2020, la potencia máxima de algunos paneles fotovoltaicos ya superan los 500W y su coste ha descendido hasta aproximadamente 0,21 $/Wp.[23]​ La energía solar sigue evolucionando y mejorando constantemente, y uno de los últimos avances más prometedores en el campo de la tecnología fotovoltaica es la tecnología N-Type TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact).[28]​ Si esta tendencia continúa, la energía fotovoltaica cubriría el 10 % del consumo energético mundial en 2018, alcanzando una producción aproximada de 2200 TWh,[29]​ y podría llegar a proporcionar el 100 % de las necesidades energéticas actuales en torno al año 2027.Se trata de una instalación solar fotovoltaica que, frente a una convencional, utiliza una extraordinaria reducción de silicio y convierte la luz solar en energía eléctrica con muy alta eficiencia.En este proyecto participaron varias empresas que utilizaban diversas tecnologías de concentración fotovoltaica (CPV).Algunas de estas tecnologías utilizan lentes para aumentar la potencia del sol que llega a la célula.