Principio de generación de energía de los paneles solares

La luz solar incide sobre la unión PN del semiconductor, formando un nuevo par electrón-hueco. Bajo la acción del campo eléctrico de la unión PN, el hueco fluye de la región P a la región N, y el electrón fluye de la región N a la región P. Al conectar el circuito, se genera corriente. Así es como funcionan las células solares de efecto fotoeléctrico.

Generación de energía solar Existen dos tipos de generación de energía solar: uno es el modo de conversión luz-calor-electricidad y el otro es el modo de conversión directa luz-electricidad.

(1) El método de conversión de luz, calor y electricidad utiliza la energía térmica generada por la radiación solar para producir electricidad. Generalmente, la energía térmica absorbida se convierte en vapor mediante un colector solar, y posteriormente, una turbina de vapor genera electricidad. El primer proceso se denomina conversión de luz a calor; el segundo, conversión de calor a electricidad.

(2) El efecto fotoeléctrico se utiliza para convertir la energía de la radiación solar directamente en energía eléctrica. El dispositivo básico de la conversión fotoeléctrica es la célula solar. Una célula solar es un dispositivo que convierte directamente la energía de la luz solar en energía eléctrica gracias al efecto fotovoltaico. Se trata de un fotodiodo semiconductor. Cuando el sol incide sobre el fotodiodo, este transforma la energía de la luz solar en energía eléctrica y genera corriente. Al conectar muchas células en serie o en paralelo, se puede formar una matriz cuadrada de células solares con una potencia de salida relativamente alta.

En la actualidad, el silicio cristalino (incluidos el polisilicio y el silicio monocristalino) es el material fotovoltaico más importante, con una cuota de mercado superior al 90%, y seguirá siendo durante mucho tiempo el material predominante para las células solares.

Durante mucho tiempo, la tecnología de producción de materiales de polisilicio ha estado controlada por 10 fábricas de 7 empresas en 3 países, como Estados Unidos, Japón y Alemania, formando un bloqueo tecnológico y un monopolio de mercado.

La demanda de polisilicio proviene principalmente de semiconductores y células solares. Según sus diferentes requisitos de pureza, se divide en polisilicio de grado electrónico y de grado solar. De estos, el polisilicio de grado electrónico representa aproximadamente el 55%, mientras que el de grado solar representa el 45%.

Con el rápido desarrollo de la industria fotovoltaica, la demanda de polisilicio para células solares está creciendo más rápido que el desarrollo del polisilicio semiconductor, y se espera que la demanda de polisilicio solar supere la del polisilicio de grado electrónico para 2008.

En 1994, la producción mundial total de células solares era de tan solo 69 MW, pero en 2004 se acercaba a los 1200 MW, lo que representa un aumento de 17 veces en apenas 10 años. Los expertos predicen que la industria fotovoltaica solar superará a la energía nuclear como una de las fuentes de energía básicas más importantes en la primera mitad del siglo XXI.