Células solares de dos superficies, bifaciales o bifaciales: información interesante sobre los módulos solares

La gran mayoría de las células solares actuales están hechas de silicio. El silicio es un semiconductor y, como tal, sus electrones externos se encuentran en un intervalo de energía llamado banda de valencia, llenando completamente los niveles de energía de esa banda. Por encima de esta banda de valencia hay una banda prohibida o brecha de energía en la que no puede existir ningún electrón, y más arriba está la banda de conducción. Esta banda de conducción está casi vacía de electrones, pero es donde se alojan los electrones de la banda de valencia tras ser excitados por la absorción de fotones. Estos electrones tienen más energía que los electrones ordinarios del semiconductor. La conductividad eléctrica del Si descrito hasta ahora, denominado silicio intrínseco, es extremadamente baja. Una ligera contaminación con átomos de fósforo da como resultado electrones adicionales en la banda de conducción, lo que hace que el silicio sea de tipo n y le confiere una conductividad que puede verse influenciada cambiando la densidad de los átomos de fósforo. Alternativamente, la contaminación con átomos de boro o aluminio puede hacer que el Si se convierta en tipo p y tenga una conductividad que también puede verse influenciada. Estos átomos de impureza absorben electrones de la banda de valencia y dejan en ella los llamados "agujeros" que se comportan como cargas positivas virtuales. Las células solares de Si normalmente están dopadas con boro para comportarse como un semiconductor de tipo p y tienen una región superficial de tipo n estrecha (~0,5 micrones). Entre ambos se forma la llamada unión pn, en la que se crea un campo eléctrico que divide los electrones y los huecos, los electrones hacia la superficie y los huecos hacia el interior. De esta forma se genera una fotocorriente que se disipa a través de contactos metálicos en ambos lados. La luz que se desprende de la unión pn no se divide y los pares electrón-hueco creados eventualmente se recombinan y no producen una fotocorriente. Las funciones de las regiones p y n de la célula se pueden invertir, como se explica aquí.

En consecuencia, una célula solar monofacial sólo genera una fotocorriente cuando se ilumina la superficie donde se formó la unión.

Una célula solar bifacial, por otro lado, está diseñada de modo que la célula esté activa en ambos lados y genere fotocorriente cuando cualquiera de los lados (delantero o trasero) está iluminado.

Ganancias adicionales en la generación de energía: en comparación con las células solares P, las células solares N tienden a aumentar significativamente la eficiencia. Las células solares bifaciales tendrán una perspectiva de aplicación más amplia debido a la capacidad de generación bifacial y la mayor eficiencia del sistema, y ​​son particularmente adecuadas para áreas con más nieve y sistemas de generación distribuida como techos, cercas y barreras de sonido.

La eficiencia de la parte trasera de la celda puede alcanzar más del 19% y la retroiluminación incidente se puede utilizar para mejorar la capacidad de generación del sistema, con un aumento de la capacidad del área unitaria de hasta un 10%~30%.

Con el módulo de vidrio con tecnología de células bifaciales, la luz se capta tanto en la parte frontal como en la trasera del módulo. Aumentar el uso de la luz aumenta la eficiencia del módulo. Se pueden alcanzar hasta 360 Wp de potencia total a través de la parte trasera activa del módulo (290 Wp sólo en la parte delantera / total 320 - 360 Wp).

La ganancia de eficiencia depende de la situación de radiación (atmósfera y fondo).

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