¿Es posible que algún día el mundo dependa completamente de la energía solar? Para responder a esta pregunta, primero debemos examinar cómo funcionan los paneles solares.

Los paneles solares (también conocidos como módulos fotovoltaicos) son el componente central del sistema de energía solar. Influye directamente en la eficiencia energética de la planta de energía solar. Un solo panel solar consta de muchas células fotovoltaicas pequeñas. Cada celda está hecha de silicio cristalino, que puede funcionar como un semiconductor. Cuando los paneles solares se exponen a la luz solar, convierten la energía solar en electricidad.

Los paneles solares consisten en unidades más pequeñas llamadas células solares. Las principales células solares están hechas de silicio. Es un semiconductor que es el segundo elemento más abundante en la Tierra. Una celda solar está intercalada entre capas conductoras. Cada átomo de silicio está conectado a sus vecinos por cuatro enlaces fuertes que mantienen los electrones en su lugar para que no pueda fluir corriente. ¿Cuál es la clave? Una celda solar de silicio tiene dos capas diferentes de silicio, el silicio de tipo N tiene electrones adicionales y el silicio de tipo P tiene espacios adicionales para electrones, llamados agujeros. Donde se encuentran los dos tipos de silicio, los electrones pueden atravesar la unión P/N, dejando una carga positiva en un lado y creando una carga negativa en el otro.

Puedes pensar en la luz como el flujo de partículas diminutas llamadas fotones, que salen disparadas del sol. Cuando uno de estos fotones golpea las células de silicio con suficiente energía, puede sacar un electrón de su enlace, dejando un agujero. Los electrones cargados negativamente y la ubicación de los agujeros cargados positivamente ahora pueden moverse libremente. Pero debido al campo eléctrico en la unión P/N, solo irán en una dirección. El electrón es atraído hacia el lado N, mientras que el hueco es atraído hacia el lado P. Los electrones móviles son recolectados por delgados dedos de metal en la parte superior de la celda. Desde allí, fluyen a través de un circuito externo, realizando un trabajo eléctrico, como encender una bombilla, antes de regresar a través de la lámina de aluminio conductora en la parte posterior. Cada celda de silicio solo emite medio voltio, pero puede unirlas en módulos para dar más potencia.

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Actualmente, hay tres tipos de paneles solares en común según las células fotovoltaicas: paneles solares monocristalinos, módulos fotovoltaicos policristalinos y paneles solares de película delgada.

Un panel fotovoltaico monocristalino está hecho de varillas de silicio monocristalino de alta pureza, que son ampliamente utilizadas en la industria fotovoltaica y tienen una alta tasa de conversión fotoeléctrica; las cuatro esquinas de las células fotovoltaicas monocristalinas son redondeadas y su color es casi negro; además, la artesanía de las células monocristalinas es más compleja y, por lo tanto, el costo es mayor.

Módulos fotovoltaicos policristalinos componente de células solares policristalinas dispuestas en varias configuraciones en serie y en paralelo. Las cuatro esquinas de las células fotovoltaicas son cuadradas. Además, es de color azul cielo y el costo del panel solar polivinílico es más bajo en comparación con los paneles mono.

El panel solar de película delgada está hecho de películas delgadas de semiconductores depositadas sobre vidrio, plástico o metal. Las películas son increíblemente delgadas, a menudo 20 veces más delgadas que las obleas de c-Si. Esto hace que los paneles solares de película delgada sean flexibles y livianos. Tiene una alta eficiencia energética en ciertas situaciones, como bajo sombra o alta temperatura.

La energía solar es cada vez mejor, más barata y compite con la electricidad de la red. Y las innovaciones, como las celdas Topcon y las celdas HJT, pueden traer a los paneles solares un futuro más brillante.