Uso de paneles solares durante la noche

 Ingenieros de la universidad de Stanford han desarrollado un dispositivo, un panel solar equipado con un generador termoeléctrico, produce una pequeña cantidad de electricidad a partir de una ligera diferencia de temperatura entre el aire del medio ambiente y el panel solar que emite en la noche radiación infrarroja, es decir el proceso inverso que hace durante el día que absorbe fotones provenientes del sol, en la noche emite los fotones por lo tanto se enfria el panel y esa diferencia de temperatura entre el medio ambiente y el panel es usada para la generación de una corriente eléctrica, puede generar en potencia unos cincuenta milivatios por metro cuadrado (50mw/m2), la aplicación puede alimentar sensores medio ambientales y meteorológicos, El limite teórico puede ser de uno o dos vatios por metro cuadrado.

La simplificación de la celda termoeléctrica se puede observar en la figura de abajo, se expulsa calor del lado del panel solar, por otra parte el sistema absobe calor del medio ambiente, existe un trabajo interno producto de la conducción térmica, en si el panel solar equivale a la celda termoeléctrica y el flujo de corriente eléctrica depende de la diferencia de temperatura.

Paneles solares fotovoltaicos textiles

En Alemania han desarrollado nuevas células fotovoltaicas, basadas en textiles, este sistema permitirá cubrir las fachadas de edificios, el equipo de investigadores están trabajando en una nueva linea de paneles solares textiles, una solución tecnológica en la que el vidrio o el sustrato de plástico tradicional será sustituido por el textil, se prevé estar listo para el mercado en unos cinco años.

Celdas fotovoltaicas

Se define el efecto fotoeléctrico como la conversión de luz en intensidad de corriente eléctrica, según la teoría cuántica que propuso Einstein la rapidez de emisión de estos fotoelectrones será proporcional al flujo de cuantos incidentes sobre la superficie que, a su vez, es proporcional a la intensidad de la radiación electromagnética incidente, dicha conversión tiene lugar en la célula fotovoltaica.

Una célula esta  formada por materiales semiconductores, principalmente silicio, dispone de una capa de material tipo n y otra de mayor espesor del tipo p, por separado su comportamiento eléctrico es neutro pero al realizar la unión se generará un campo eléctrico en su interior.

La capa de silicio tipo n, se forma mediante el dopado de átomos de fósforo (p) con el silicio, de tal forma que el silicio tiene en su última capa de valencia 4 electrones y el fósforo tendrá en su última capa 5 electrones, al combinarse el fósforo con el silicio quedará un electron libre, en consecuencia el silicio tipo n tiene un exceso de electrones, ver la figura:

La capa de silicio tipo p, se forma mediante el dopado por átomos de Boro con el silicio, de tal forma que el silicio tiene en su última capa de valencia 4 electrones y el Boro tiene en su última capa de valencia 3 electrones, por lo tanto se combinaran los electrones del silicio y el Boro  que lo que indica que falta un electron en el silicio, en este caso se crea un hueco, ver figura:

Al unir ambos semiconductores los electrones se desplazan desde la zona n hacia la zona p, de esta forma el exceso de electrones de la zona n ocupa los huecos creados en la zona p, lo que provoca un campo eléctrico, por lo tanto hay un movimiento de electrones.

 La capa sobre la que incide la radiación solar es la de silicio de tipo n, de tal forma que la luz incide sobre la capa de tipo n  transmite energía a los electrones,  esta energía son fotones que rompen el enlace de los pares electrón -hueco que sumado al campo eléctrico de la unión pn provoca un flujo de electrones de la zona p a la zona n, dicho flujo de electrones si se conecta a una carga, se traduce en una corriente eléctrica, provocando a su vez una caída de tensión en la carga.