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¿Qué son las celdas solares? Prepárate para conocerlas

¿Qué son las celdas solares? Prepárate para conocerlas

Las celdas solares son las encargadas de transformar la luz solar en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Toma nota si quieres saber como funciona!

¿Alguna vez te has preguntado cómo el sol puede convertirse en energía para cargar tus dispositivos electrónicos? ¡No, no estamos hablando de broncearte mientras cargas tu teléfono con un cable súper largo! La respuesta está en las maravillosas celdas solares.

Estos pequeños y brillantes inventos son los encargados de transformar la luz solar en energía eléctrica, permitiendo que disfrutes del último episodio de tu serie favorita sin preocuparte por la factura eléctrica.

Entonces, ¿qué son exactamente estas mágicas celdas solares y cómo funcionan? En este artículo, te explicaremos el fascinante mundo de la tecnología detrás de estos dispositivos que nos ayudan a reducir nuestra huella ambiental mientras nos facilitan la vida.

Tipos de celdas solares según su tecnología

¿Sabías que hay distintos tipos de celdas solares según su tecnología, como monocristalinas, policristalinas y de capa fina? 

Las células o celdas solares monocristalinas son las más eficientes y perfectas para instalaciones residenciales o lugares con espacio limitado. Son como el «jefe «de los paneles solares: guapas, inteligentes y siempre hacen el trabajo con estilo.

En cambio, las celdas policristalinas son menos caras, pero también menos eficientes y tienen un aspecto menos atractivo. Digamos que son como ese primo lejano que todos tenemos: no tan atractivos, pero siempre dispuestos a ayudar en lo que haga falta.

En cuanto a las celdas de película fina, son ligeras y tienen un coste de fabricación menor, pero también tienen la eficiencia más baja entre estos tres tipos de paneles solares. Podrían compararse con ese amigo que es guay pero no muy brillante en sus estudios.

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¿De qué están hechas las celdas solares?

¿Tienes curiosidad por saber de qué están hechas las celdas solares? Vamos a sumergirnos en los componentes clave.

Capa Emisora

En el corazón de las células solares, la capa emisora desempeña un papel crucial al permitir que los electrones se liberen y generen electricidad cuando la luz solar incide sobre ella. 

Esta maravilla de la ciencia es como el alma de la fiesta de una célula solar, pues es donde comienza la verdadera acción (¡y sin ella no habría energía limpia para cargar nuestros teléfonos móviles!).

Entonces, ¿qué hace exactamente esta asombrosa capa emisora? Pues aquí te lo contamos en estos 3 sencillos puntos:

  1. Absorbe fotones: La capa emisora actúa como una esponja gigante (pero mucho más avanzada) que absorbe los fotones de luz procedentes del sol. 
  2. Liberar electrones: A medida que esos fotones son absorbidos por la capa, sus interacciones con los átomos del material producen algo mágico: liberan electrones y crean huecos eléctricos.
  3. Generar corriente eléctrica: Los electrones liberados en este proceso se mueven en una dirección determinada gracias a un campo eléctrico incorporado a la célula solar, generando así una corriente eléctrica.

Capa base

Mientras que la capa emisora se encarga de absorber fotones y liberar electrones, no podemos olvidar a su compañera esencial: la capa base, que también desempeña un papel muy importante en el proceso de generación de energía solar.

Si la capa emisora fuera Batman, podríamos decir que la capa base es Robin, siempre dispuesta a ayudar a combatir el crimen… o en este caso, a aprovechar al máximo la luz solar.

La función principal de esta capa heroica es recibir los electrones liberados por la capa emisora y transportarlos hasta donde puedan utilizarse para producir corriente eléctrica.

Pero, ¿cómo consigue esta maravilla? La respuesta está en su estructura especializada. Normalmente, la capa base está hecha de silicio de tipo P (dopado con impurezas generadoras de huecos), mientras que la capa emisora está hecha de silicio de tipo N (dopado con impurezas generadoras de electrones).

Cuando estas dos capas se encuentran en una cita romántica llamada «unión PN», se crea una barrera eléctrica entre ellas. Esta barrera permite que los electrones fluyan en una sola dirección: del valiente Robin (capa base) al intrépido Batman (capa emisora).

Pero espera, ¡la cosa no acaba ahí! Aún falta otro componente clave en esta historia superheroica: prepárate para conocer a Alfred Pennyworth, es decir… la capa inferior de aluminio.

Capa interior de aluminio

Esta capa desempeña un papel crucial en el funcionamiento de las células solares, aunque no tiene tanto protagonismo como sus compañeras. Pero no te preocupes, estamos aquí para darle el crédito que se merece y explicarte lo importante que es en el proceso.

  • Funciona como barrera protectora: igual que Alfred protege a Bruce Wayne, la capa de aluminio protege las demás partes de la célula solar.
  • Mejora la reflexión de la luz: gracias a su capacidad para reflejar la luz solar, permite un mejor aprovechamiento de los rayos del sol.
  • Facilita la conducción eléctrica: esta capa también ayuda al correcto flujo de electrones en el interior del dispositivo.
  • Contribuye a mantener una baja resistencia eléctrica entre las células.

Aunque pueda parecer que tiene un papel secundario, sin esta capa inferior nuestras queridas celdas solares estarían perdidas.

Ahora, con todos estos personajes ya presentados (la Capa Base, la Capa Inferior y Alfred), es hora de sumergirnos en cómo se combinan sus capacidades para crear energía limpia y renovable; prepárate para aprender cómo funcionan las celdas solares fotovoltaicas.

¿Cómo funcionan las celdas solares fotovoltaicas?

Las células solares fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico, un proceso en el que los electrones se desprenden de los átomos y generan una corriente eléctrica.

Imagina a estos electrones como niños traviesos encerrados en una habitación (la capa superior de silicio), ansiosos por salir y armar jaleo.

Cuando entra la luz del sol, es como si alguien abriera la puerta de esa habitación y dejara escapar a todos esos pequeños granujas para que se desmelenen allí dentro (la corriente eléctrica).

Y así es como, gracias al sol y a esos electrones revoltosos, obtenemos energía limpia y renovable.

¿Mejoran las células solares el rendimiento?

Es cierto que las células solares fotovoltaicas han mejorado su rendimiento a lo largo de los años, permitiendo captar la energía solar de forma más eficiente y transformarla en electricidad. 

Al igual que un atleta se entrena día tras día para perfeccionar sus habilidades y conseguir mejores resultados, la tecnología solar evoluciona constantemente y se optimiza para aprovechar al máximo el potencial energético del sol.

He aquí algunas innovaciones clave que han mejorado las células solares:

  • Nuevos materiales: Se han desarrollado materiales más eficaces y rentables, como la perovskita, que prometen revolucionar la industria solar.
  • Mayor eficiencia: Las células solares actuales pueden alcanzar una eficiencia superior al 20%, mientras que hace unas décadas apenas llegaban al 10%.
  • Mejor diseño: Los avances en nanotecnología permiten crear células solares más delgadas y flexibles, lo que abre nuevas posibilidades de aplicación.
  • Integración con otras tecnologías: La combinación de paneles fotovoltaicos con sistemas térmicos o baterías permite aprovechar aún más la energía solar captada.
  • Accesibilidad: El coste de las células solares ha disminuido significativamente en los últimos años, lo que las convierte en una opción cada vez más asequible.

Por supuesto, aún quedan retos que afrontar y margen para seguir creciendo. Pero no hay duda de que la energía solar es una opción cada vez más atractiva y eficaz para alimentar nuestros hogares, dispositivos e incluso nuestros vehículos. 

Así que la próxima vez que veas un panel solar, recuerda que detrás de ese dispositivo aparentemente «simple», hay toneladas de innovaciones, esfuerzos e historia.

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