Cómo fuciona una célula solar

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Cómo fuciona una célula solar
Álvaro Sauras
Álvaro Sauras

A continuación te explicamos el principio de funcionamiento de una célula solar que transforma la luz del sol en electricidad y que se está empezando a utilizar en automoción.


Una célula solar es un dispositivo semiconductor que convierte radiación electromagnética visible –es decir, luz– en electricidad. Estos dispositivos se basan en el efecto fotoeléctrico, intuido por Edmund Bequerel en 1839 y modelado por Albert Einstein en 1905 –trabajo por el que acabaría recibiendo el premio Nobel de Física–. Las primeras células solares las fabricaron los laboratorios Bell en 1954, y comenzaron a emplearse en aplicaciones espaciales a principios de los años 60.

El principio de funcionamiento de la célula es sencillo. Está compuesta por dos capas de material semiconductor –generalmente silicio–, dopadas con metales como el indio, el galio o el arsénico. Estos metales modifican las características del silicio, convirtiéndolo en donante o aceptador de electrones.

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Cuando un fotón con la energía adecuada entra en la célula, colisiona contra un átomo de silicio y transmite a uno de sus electrones energía suficiente para que salte de la banda de valencia a la de conducción. Entonces, este electrón es arrastrado por el campo eléctrico que generan los dos tipos de silicio y se establece una corriente eléctrica con una tensión del alrededor de medio voltio. Es decir, una celda solar funciona como una bomba de electrones accionada por la luz. Después, las celdas se agrupan, conectándolas en serie y paralelo hasta alcanzar la tensión e intensidad deseadas.

Además de las dos capas de silicio, hacen falta colectores de corriente en ambas caras de la celda y una capa exterior de un material transparente, antirreflectante y resistente.

Las celdas solares actuales son capaces de aprovechar alrededor del 25% de la energía contenida en la luz que reciben, aunque se está trabajando en celdas compuestas por varios niveles –cada uno sensible a fotones con un nivel de energía determinado–, que son capaces de generar electricidad a partir de la radiación infrarroja, y que podrían elevar la eficiencia hasta casi el 50%.

Así funciona una célula solaresquema funcionamiento elula solar