* El efecto fotoeléctrico: Las células solares funcionan según el efecto fotoeléctrico. Cuando la luz golpea un material semiconductor, los fotones con suficiente energía pueden excitar electrones, lo que hace que fluyan y generen corriente. La energía mínima requerida para excitar un electrón se llama Gap de banda del material.
* Longitud de onda y energía: La energía de la luz es inversamente proporcional a su longitud de onda. Las longitudes de onda más cortas (como el azul y el ultravioleta) tienen fotones de mayor energía. Las longitudes de onda más largas (como el rojo e infrarrojo) tienen fotones de menor energía.
* Band Gap Coincidencia: Un material de células solares tiene una brecha de banda específica. Solo los fotones con energía mayor o igual al espacio de banda tendrán suficiente energía para excitar electrones y contribuirán a la generación de corriente.
* Absorción y transmisión: Los fotones con energía menos que la brecha de la banda no se absorberán y simplemente pasarán a través del material. Los fotones con energía mucho más alto que el espacio de la banda se pueden absorber, pero su exceso de energía a menudo se pierde como calor.
Por lo tanto:
* Rango óptimo de longitud de onda: Hay un rango específico de longitudes de onda (típicamente luz visible) que será más efectiva para generar corriente para un material de células solares determinados.
* Pérdidas: Algunas longitudes de onda serán ineficaces debido a estar por debajo de la brecha de la banda, y otras tendrán pérdidas de energía debido a que excede la brecha de la banda.
Ejemplo: Las células solares de silicio tienen una brecha de banda de alrededor de 1.1 eV. Son más eficientes para convertir longitudes de onda en el espectro visible. Sin embargo, absorben mal en el infrarrojo y transmiten parte de la luz azul y ultravioleta.
Conclusión: Para maximizar la eficiencia, las células solares están diseñadas para utilizar las longitudes de onda de la luz que mejor coinciden con la brecha de banda de su material.
