Cuando un fotón es absorbido por un material semiconductor, la energía de un electrón en la banda de valencia aumentará; empujando el electrón hacia la banda de conducción. Esto ocurrirá siempre y cuando la energía del intervalo de banda sea menor que la energía de los fotones incidentes. En la banda conductora en consecuencia, se produce una corriente que se mueve a través del material semiconductor.
El material semiconductor de que están fabricadas las celdas fotovoltaicas (CF) pueden convertir la radiación incidente de la luz del Sol en energía eléctrica. Frecuentemente las CF están hechas de silicio; y vienen en dos modalidades: Una del tipo cristalino y la otra en forma de película delgada.
A una determinada temperatura, la corriente generada por la excitación fotónica en una CF se ve afectada por la luz incidente de dos maneras:
- Por la intensidad de la luz incidente
- Por la longitud de onda de los rayos incidentes
Los materiales que intervienen en la fabricación de las CF tienen respuestas espectrales diferentes ante la luz incidente; muestran una sensibilidad variable con respecto a la absorción de fotones en longitudes de ondas determinadas. Cada material semiconductor tendrá una frecuencia de umbral de radiación incidente; por debajo de la cual no se someterán electrones al efecto fotovoltaico. Por encima de la frecuencia de umbral, la energía cinética del foto-electrón emitido varía según la longitud de onda de la radiación incidente; pero no tiene relación con la intensidad de la luz. El aumento de la intensidad de la luz aumentará proporcionalmente la tasa de emisión de foto-electrones en el material fotovoltaico.
Rommel Contreras, diciembre 2018. rommeljose@gmail.com
Traducido y adaptado de National Instrument ™, Notas técnicas: Part I –
Photovoltaic Cell Overview / Part II –
Photovoltaic Cell I-V Characterization Theory and LabVIEW Analysis
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