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 residen en un intervalo de energía llamado banda de valencia, llenando completamente los niveles de energía de esta banda. Por encima de esta banda de valencia se encuentra una banda prohibida, o brecha de energía, donde no pueden existir electrones, y más arriba se encuentra la banda de conducción. Esta banda de conducción está casi vacía de electrones, pero es donde se ubican 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 silicio descrito hasta ahora, conocido como silicio intrínseco, es extremadamente baja. Una ligera impureza con átomos de fósforo introduce electrones adicionales en la banda de conducción, lo que convierte al silicio en silicio de tipo n y le confiere una conductividad que puede verse afectada modificando la densidad de los átomos de fósforo. Por otro lado, impurezas como los átomos de boro o aluminio pueden hacer que el silicio se convierta en silicio de tipo p, presentando una conductividad que también puede verse afectada. Estos átomos de impurezas aceptan electrones de la banda de valencia, dejando atrás los llamados "huecos" que se comportan como cargas positivas virtuales. Las células solares de silicio suelen estar dopadas con boro, lo que les permite comportarse como un semiconductor de tipo p y presentan una estrecha región superficial de tipo n (~0,5 micrómetros). Entre estas dos regiones se forma la unión pn, que genera un campo eléctrico que divide electrones y huecos, dirigiendo los primeros hacia la superficie y los segundos hacia el interior. Esto crea una fotocorriente, que se conduce a través de contactos metálicos a ambos lados. La luz emitida por la unión pn no se divide, y los pares electrón-hueco resultantes se recombinan, por lo que no se genera una fotocorriente. Las funciones de las regiones p y n en la célula pueden invertirse, como se explica aquí.

Por tanto, una célula solar monofacial sólo genera una fotocorriente cuando se ilumina la superficie donde se formó la transición.

Por el contrario, una célula solar bifacial está diseñada de modo que la célula esté activa en ambos lados y genere fotocorriente cuando uno de los dos lados (frontal o trasero) está iluminado.

Mejoras adicionales en la generación de energía: En comparación con las células solares de tipo P, las células solares de tipo N tienden a aumentar significativamente la eficiencia. Las células solares bifaciales, con su capacidad de generación bifacial y mayor eficiencia del sistema, tendrán una perspectiva de aplicación más amplia y son especialmente adecuadas para zonas con fuertes nevadas y sistemas de generación distribuida, como techos, vallas y barreras acústicas.

La eficiencia de la parte trasera de la celda puede alcanzar más del 19%, y las vigas traseras incidentes se pueden utilizar para mejorar la capacidad de generación del sistema, con un aumento de capacidad por unidad de área de hasta un 10% ~ 30%.

El módulo de vidrio con tecnología de celdas bifaciales captura la luz tanto en la parte frontal como en la posterior. Una mayor captura de luz mejora la eficiencia del módulo. Se puede alcanzar una potencia total de hasta 360 Wp a través de la parte trasera activa del módulo (290 Wp solo en la parte frontal / 320–360 Wp en total).

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

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