Descripción y funcionamiento de una célula solar fotovoltaica

Una célula solar, o célula fotovoltaica, es un dispositivo que transforma directamente la radiación solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Para generar potencia útil, varias células se conectan formando un módulo fotovoltaico o panel solar. La potencia generada depende de la irradiación solar y las condiciones meteorológicas.

Estructura

La célula consta de una lámina fina de silicio dividida en dos semiconductores:

• Tipo N (negativo): dopado con fósforo, exceso de electrones. Se coloca en la cara superior.
• Tipo P (positivo): dopado con boro, exceso de huecos. Se coloca en la cara inferior.

Entre ambos se forma la unión P/N (capa de agotamiento).

Funcionamiento

Al incidir la luz solar, los fotones desplazan electrones del semiconductor N, que cruzan la unión hacia el semiconductor P. Esto crea una diferencia de potencial eléctrico entre ambas capas. Conectando ambos lados con un conductor externo, circula corriente eléctrica utilizable.

Tipos principales

• Monocristalinas: Silicio de un solo cristal, alta eficiencia (18-22 %), mayor coste. Aspecto uniforme oscuro.
• Policristalinas: Silicio de múltiples cristales, eficiencia media (15-17 %), coste menor. Aspecto azulado granulado.
• Amorfas (película fina): Capa fina de silicio sobre sustrato (vidrio, acero). Menor eficiencia (6-10 %), pero flexibles y mejor rendimiento con luz difusa.

Consideraciones para uso doméstico

Para alimentar una vivienda, los paneles monocristalinos o policristalinos son los más adecuados por su mayor eficiencia y durabilidad. Permiten reducir o eliminar la dependencia de la red eléctrica convencional, ahorrando en la factura de la luz.