Los paneles solares son una fuente prometedora de energía, los paneles solares coronan los techos de nuestros hogares, los paneles solares iluminan señales de tráfico, hasta ayudan a mantener la energía de las naves espaciales. ¿Pero cómo funcionan los paneles solares?
En pocas palabras, un panel solar funciona permitiendo que los fotones, o partículas de luz, golpeen electrones libres de átomos, generando un flujo de electricidad. Los paneles solares constan en realidad de muchas unidades pequeñas llamadas células fotovoltaicas. (Fotovoltaica simplemente significa que convierten la luz solar en electricidad.) Muchas células unidas entre sí forman un panel solar.
Cada célula fotovoltaica es básicamente un sándwich compuesto por dos rebanadas de material semiconductor, generalmente silicio, el mismo material utilizado en la microelectrónica.
Para trabajar, las células fotovoltaicas necesitan establecer un campo eléctrico. Al igual que un campo magnético, que ocurre debido a polos opuestos, un campo eléctrico ocurre cuando se separan las cargas opuestas. Para conseguir este campo, los fabricantes «dopan» el silicio con otros materiales, dando a cada rebanada del sándwich una carga eléctrica positiva o negativa.
Cada célula fotovoltaica es básicamente un sándwich compuesto por dos rebanadas de material semiconductor, generalmente silicio, el mismo material utilizado en la microelectrónica.
Para trabajar, las células fotovoltaicas necesitan establecer un campo eléctrico. Al igual que un campo magnético, que ocurre debido a polos opuestos, un campo eléctrico ocurre cuando se separan las cargas opuestas. Para conseguir este campo, los fabricantes «dopan» el silicio con otros materiales, dando a cada rebanada del sándwich una carga eléctrica positiva o negativa.
Específicamente, siembran fósforo en la capa superior de silicio, que añade electrones adicionales, con una carga negativa, a esa capa. Mientras tanto, la capa inferior recibe una dosis de boro, lo que resulta en menos electrones, o una carga positiva. Todo esto se suma a un campo eléctrico en la unión entre las capas de silicio. Entonces, cuando un fotón de la luz del sol golpea a un electrón libre, el campo eléctrico empujará ese electrón fuera de la unión de silicio.
Un par de otros componentes de la célula convierten estos electrones en energía utilizable. Las placas conductoras metálicas a los lados de la célula recogen los electrones y los transfieren a los cables. En ese punto, los electrones pueden fluir como cualquier otra fuente de electricidad.
Recientemente, los investigadores han producido células solares ultrafinas y flexibles de tan sólo 1,3 micras de grosor, aproximadamente 1/100 de la anchura de un cabello humano, y son 20 veces más ligeras que una hoja de papel de oficina. De hecho, las células son tan ligeras que pueden sentarse encima de una burbuja de jabón, y sin embargo producen energía con tanta eficiencia como las células solares de vidrio, reportaron los científicos en un estudio publicado en 2016 en la revista Organic Electronics. Células solares más ligeras y flexibles como estas podrían integrarse en la arquitectura, la tecnología aeroespacial o incluso en la electrónica de desgaste.
Existen otros tipos de tecnología de energía solar -incluida la energía solar térmica y la energía solar concentrada (CSP)- que funcionan de forma diferente a los paneles solares fotovoltaicos, pero aprovechan la energía de la luz solar para crear electricidad o para calentar agua o aire.