Estructura de una célula fotovoltaica
La estructura simplificada de una célula fotovoltaica se muestra acontinuacion y en ella
podemos apreciar los principales elementos o secciones que la conforman. Desde el punto de vista de
los fotones incidentes, comenzando por su cara anterior, encontramos por este orden:
— una capa antireflexiva (capa AR), diseñada para reducir al máximo las pérdidas por reflexión superficial. El espesor y el índice de refracción de esta capa (puede ser una capa compuesta de varias) se diseñan de forma que la reflectancia sea mínima a cierta longitud de onda y en un intervalo lo más amplio posible del espectro. Además de estas capas, muchas células presentan superficies dotadas de surcos, micro-pirámides y otras texturas creadas para reducir aún más las pérdidas por reflexión.
— Una malla de metalización, representada en forma de peine, pero que puede presentar formas diversas. El diseño de esta malla de metalización es crítico puesto que debe garantizar una colección adecuada de los electrones del dispositivo, sin introducir una resistencia eléctrica elevada, pero al mismo tiempo debe dejar pasar la mayor cantidad de luz posible al interior del dispositivo. Su parámetro más característico es el factor de sombra, FS, Fundamentos de la Conversión Fotovoltaica que mide la cantidad de superficie ocupada por los dedos metálicos respecto al área total del dispositivo.
— Las capas activas de material semiconductor, en el que distinguimos entre las dos regiones que forman la unión p-n (denominadas emisor y base). Habitualmente, estas capas activas aparecen epositadas o crecidas sobre un sustrato más grueso que confiere mayor resistencia mecánica al conjunto. Además del tipo y la calidad del semiconductor empleados, el espesor de las capas (emisor y base) y la densidad o concentración de impurezas influyen notablemente en el rendimiento final del dispositivo.
— El contacto metálico posterior, que suele realizarse metalizando toda la superficie del dispositivo cuando no existe el requisito de que ésta reciba luz por su parte posterior.
A partir de esta estructura básica, se han introducido en la estructura de la célula numerosas modificaciones e innovaciones con el fin de conseguir mayores eficiencias de conversión. Por ejemplo, como en el caso de algunas células de concentración o algunas realizadas con tecnologías de lámina delgada, dispositivos más sofisticados pueden presentar más de una unión en su estructura (dispositivos tandem o multiunión), o una o varias uniones p-n formadas por distintos materiales semiconductores (dispositivos de heterounión). Aparecen además capas adicionales para mejorar el crecimiento de las secciones activas sobre un sustrato, acoplar constantes de red entre distintos materiales, permitir el crecimiento de unas células sobre otras, transferir portadores de carga de una a otra sección sin pérdidas, etc.
BIBLIOGRAFIA
http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf
http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:45312/componente45310.pdf
— Una malla de metalización, representada en forma de peine, pero que puede presentar formas diversas. El diseño de esta malla de metalización es crítico puesto que debe garantizar una colección adecuada de los electrones del dispositivo, sin introducir una resistencia eléctrica elevada, pero al mismo tiempo debe dejar pasar la mayor cantidad de luz posible al interior del dispositivo. Su parámetro más característico es el factor de sombra, FS, Fundamentos de la Conversión Fotovoltaica que mide la cantidad de superficie ocupada por los dedos metálicos respecto al área total del dispositivo.
— Las capas activas de material semiconductor, en el que distinguimos entre las dos regiones que forman la unión p-n (denominadas emisor y base). Habitualmente, estas capas activas aparecen epositadas o crecidas sobre un sustrato más grueso que confiere mayor resistencia mecánica al conjunto. Además del tipo y la calidad del semiconductor empleados, el espesor de las capas (emisor y base) y la densidad o concentración de impurezas influyen notablemente en el rendimiento final del dispositivo.
— El contacto metálico posterior, que suele realizarse metalizando toda la superficie del dispositivo cuando no existe el requisito de que ésta reciba luz por su parte posterior.
A partir de esta estructura básica, se han introducido en la estructura de la célula numerosas modificaciones e innovaciones con el fin de conseguir mayores eficiencias de conversión. Por ejemplo, como en el caso de algunas células de concentración o algunas realizadas con tecnologías de lámina delgada, dispositivos más sofisticados pueden presentar más de una unión en su estructura (dispositivos tandem o multiunión), o una o varias uniones p-n formadas por distintos materiales semiconductores (dispositivos de heterounión). Aparecen además capas adicionales para mejorar el crecimiento de las secciones activas sobre un sustrato, acoplar constantes de red entre distintos materiales, permitir el crecimiento de unas células sobre otras, transferir portadores de carga de una a otra sección sin pérdidas, etc.
BIBLIOGRAFIA
http://www.mcgraw-hill.es/bcv/guide/capitulo/8448171691.pdf
http://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora/asset/eoi:45312/componente45310.pdf
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