Archivo para septiembre 2nd, 2010


Coeficiente de Absorción del Silicio

El coeficiente de absorción es dependiente del material semiconductor usado y sus valores están a disposición ampliamente. En el diseño de las células solares, los fotones absorbidos están de acorde a la ley de Lambert.

Si el valor de $\alfa$ es alto, los fotones son absorbidos en una corta distancia desde la superficie, mientras que el si el valor de $\alfa$ es pequeña, los fotones pueden viajar grandes distancias dentro del material. En el caso extremo cuando el valor de $\alfa$ es cero, los fotones pueden completamente atravesar el material, en este caso, se dice que el material es tranparente a una longitud de onda particular.

La longitud de onda requerida detro de una material particular para absorver la mayoria de los fotones comprendidos en el espectro del sol puede ser calculado. Más en los modernos diseños de células solares se incluye técnicas de confinamiento óptico para reducir el espesor necesario de material PV.

En la gráfica se muestra el coeficiente de absorción del silicio, trabajado desde una base de datos mediante Matlab.

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Espectro AM 1.5 G

Se mencionó en una entrada anterior, que el espectro AM1.5 es el espectro a nivel de piso, pero aclaremos de mejor manera el asunto esto. AM1 es el espectro recibido a nivel de piso en un dia soleado con el sol en el zenith. Pero es generalmente aceptado que para espectro terrestre mas realista para uso general y de referencia se utilize un ángulo zenith de 48.19° (el cual es equivalente a un x=1.5 [ver entrada anterior sobre espectros]). El espectro recibido en una superficie inclinada 37° y con cara hacia el sol es llamada un espectro “global-tilt” [especto de inclinación mundial] y sus valores son datos en tablas y gráficos. Es espectro AM1.5G es comúnmente usado en ingeniería fotovoltaica.

Pero para poder utilizar se hace necesario trabajar en un archivo de datos, que luego pueda ser utilizado en el entorno de Matlab/Simulink, eso es lo que se ha hecho, y la gráfica muestra una parte del espectro. La base de datos contiene muchos mas valores para otras longitud de onda no consideradas en la gráfica.


Espectro AM0

La irradiancia correspondiente al espectro del sol fuera de la atmósfera, llamada AM0 con una irradiancia total de 1353 W/m^2 es usualmente reportada en la bibliografia mediantetablas y/o gráficas.

La total irradiancia recibida por un metro cuadrado de superficie normal a los rayos delSol fuera de la atmósfera a una distancia igual a una unidad astronómica (1 AU) es llamado la constante solar y su valor es igual al resultado de la integral de la irradiancia espectral del AM0, que es igual a 1353 W/m^2.

Por medio de Matlab/Simulink se puede crear una archivo de datos de spectro AM0 y luego poder llamarlo al entorno Matlab/Simulink para los fines que se estime por conveniente. Esto es lo que se ha realizado y la gráfica mostrada arriba es una muestra del trabajo dentro hasta longitud de onda de 4 \mu m, pero se tiene hasta registrado valores hasta longitudes de onda de 100 \mu m. Dicha base de datos forma parte del trabajo de la presente tesis, que bien se puede compartir.


Densidad de Corriente Oscura de Célula Solar Fotovoltaica

La curva de voltaje – corriente oscura es enteramente similar a aquella de un diodo convencional. La curva resultante voltaje – corriente tiene dos componentes: emisor y base, similar a la densidad de corriente de cortocircuito mostrado en otra entrada.


Densidad de Corriente Espectral de Cortocircuito Base Emisor

Es una corriente por unidad de área y por unidad de longitud de onda.


Una célula solar puede ser esquemáticamente descrito por la geometría mostrada en la figura., donde dos regiones de la célula solar son identificadas como emisor y base, generalmente la luz incide en la célula solar por la superficie del emisor el cual es sólo parcialmente cubierta por unos contactos de una red eléctrica de metal. Esto permite recolectar la corriente fotogenerada en la superficie la cual tiene un bajo coefiente de reflexión en las áreas no cubiertas de la red metálica.