Los paneles solares, también conocidos como "chips solares" o "fotocélulas" y "células solares", son láminas semiconductoras fotoeléctricas que utilizan la luz solar para generar electricidad directamente. Un dispositivo que convierte directamente la energía de la luz solar en energía eléctrica a través del efecto fotoeléctrico o efecto fotoquímico. En física, se llama fotovoltaica (Photovoltaic, abreviado como PV), o fotovoltaica para abreviar. Las celdas solares individuales no se pueden usar directamente como fuentes de energía. Para usar como fuente de energía, varias celdas solares individuales deben conectarse en serie y en paralelo y sellarse herméticamente en componentes. Su principio de funcionamiento es simplemente que los paneles solares absorben la energía de la luz solar durante el día y la convierten en energía eléctrica y la almacenan en la batería, y la batería alimenta el alumbrado público de energía solar durante la noche. Entonces, ¿por qué los paneles solares producen electricidad en condiciones soleadas?
Los paneles solares generalmente usan dispositivos que responden a la luz y pueden convertir la energía de la luz solar en electricidad. El material más común es el silicio, que es uno de los materiales más abundantes en la tierra. Tiene características de semiconductor, lo que sienta las bases para el proceso de conversión fotoeléctrica de los paneles solares.
Pero lo primero que hay que entender es que la conductividad del silicio puro es muy pobre y no hay electrones que puedan moverse libremente en la estructura cristalina. Para mejorar su conductividad, el silicio puro generalmente se dopa con trazas de impurezas para mejorar su conductividad. De acuerdo con esta característica, se pueden fabricar diferentes dispositivos conductores.
Para el silicio que se utiliza para fabricar paneles solares de alumbrado público de energía solar, se suele añadir fósforo o boro. Cuando se agrega boro, el cristal de silicio formará un agujero. Debido a que el átomo de silicio original está rodeado por 4 electrones, y el átomo de boro está rodeado por solo 3 electrones, también se generarán huecos cuando se dopa en la estructura cristalina original. Sin electrones, este hueco es muy inestable y absorbe fácilmente otros electrones para formar un semiconductor de tipo P.
Cuando las impurezas de fósforo se convierten en cristales de silicio, debido a que hay 5 electrones alrededor de los átomos de fósforo, el electrón adicional será muy activo y formará un semiconductor de tipo N. Hay muchos agujeros en los semiconductores de tipo P y hay muchos electrones libres activos en los semiconductores de tipo N. Cuando los dos contactos, estos electrones libres encontrarán huecos y los llenarán. La superficie de contacto entre ambos formará una diferencia de potencial, es decir, una unión PN. El lado tipo P tiene carga positiva y negativa, y el lado tipo N tiene carga positiva.
Cuando se recibe luz, la energía contenida en la luz se transferirá al semiconductor. Esta energía aflojará la estructura de los electrones y se moverá libremente. Esto se debe a que la energía de la luz solar separará los electrones y los huecos. En circunstancias normales, un fotón con cierta energía liberará un electrón, que resulta que forma un agujero libre. Si esto sucede cerca de la superficie de contacto, y cuando son atraídos por el campo eléctrico incorporado, los electrones fluirán hacia la zona n y los huecos fluirán hacia la zona P, formando una corriente desde la zona de tipo N hacia la zona P- zona tipo. Se forma la planta de energía de la batería. La electricidad está formada por voltaje, que se utiliza para cargar.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que los semiconductores no son buenos conductores de electricidad, y los electrones fluyen a través de la unión PN y luego fluyen en el semiconductor, lo que causará muchas pérdidas. Por lo tanto, la capa superior suele estar recubierta de metal. Sin embargo, si está completamente pintado, hará que la luz del sol no pase. En circunstancias normales, se utiliza una rejilla metálica para cubrir el empalme PN. Otra cosa a tener en cuenta es que la superficie de silicona es altamente reflectante. Si no se trata, se reflejará una gran cantidad de luz solar. Para resolver este problema, el fabricante de farolas de energía solar generalmente agregará una capa de película protectora de bajo coeficiente de reflexión en el panel solar. La pérdida causada por la reflexión se controlará dentro del 5 por ciento.
