¿Cómo funcionan las células solares?

La base de la conversión de energía de las células solares es el efecto fotovoltaico de la unión. Cuando la luz irradia la unión pn, se genera un par electrón-hueco. Los portadores generados cerca de la unión interna del semiconductor no se recombinan y llegan a la región de carga espacial. Atraídos por el campo eléctrico incorporado, los electrones fluyen hacia la unión n. región y los huecos fluyen hacia el área pn, como resultado, el área n almacena electrones en exceso y el área p tiene huecos en exceso. Forman un campo eléctrico fotogenerado cerca de la unión pn que es opuesta a la dirección de la barrera de potencial. Además de compensar parcialmente el efecto del campo eléctrico de barrera, el campo eléctrico fotogenerado también hace que la región p esté cargada positivamente y la región n esté cargada negativamente. Se genera una fuerza electromotriz en la capa delgada entre la región n y la región p. es el efecto fotovoltaico. En este momento, si el circuito externo está en cortocircuito, una fotocorriente proporcional a la energía de la luz incidente fluirá a través del circuito externo. Esta corriente se denomina corriente de cortocircuito. Por otro lado, si ambos extremos de la unión pn. están en circuito abierto, debido a que los electrones y los huecos fluyen hacia la región n y la región p respectivamente, lo que hace que el nivel de Fermi de la región n sea más alto que el nivel de Fermi de la región p, y se genera una diferencia de potencial voc entre las dos regiones de Fermi. niveles. Este valor se puede medir y se denomina voltaje de circuito abierto. Dado que la unión tiene polarización directa en este momento, la fotocorriente de cortocircuito anterior es igual a la corriente directa del diodo y, por lo tanto, se puede determinar el valor de voc.