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Libro de Optoelectronica
Este documento presenta las diapositivas de una presentación sobre los principios de la energía fotovoltaica. Explica conceptos clave como la radiación solar, la naturaleza de la luz, y los efectos fotoeléctricos en materiales como metales y semiconductores. También describe cómo funcionan los fotodiodos de unión p-n y cómo se convierten en células fotovoltaicas capaces de generar corriente eléctrica bajo iluminación.
Libro de Optoelectronica
- 1. Diapositiva 1 Radiación solar PRINCIPIOSDE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © Radiación electromagnética emitida por el SolRadiación electromagnética emitida por el SolRadiación electromagnética emitida por el Sol EspectroEspectro
- 2. Diapositiva 2 Radiación luminosa PRINCIPIOSDE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © Parte de la radiación electromagnética emitida por el Sol u otras fuentes de energía, a la que es sensible el ojo humano Parte de la radiación electromagnética emitida por el Sol u otraParte de la radiación electromagnética emitida por el Sol u otras fuentes des fuentes de energía, a la que es sensible el ojo humanoenergía, a la que es sensible el ojo humano Espectro de luz
- 3. Diapositiva 3 Radiación luminosa Curvade luminosidad normal PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 4. Diapositiva 4 Radiación luminosa Naturalezade la luz n Dualidad onda-partícula n Fotón Paquetes de energía emitidos por una fuente de luz PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © Energía: múltiplo de E=hυ
- 5. Diapositiva 5 Radiación luminosa Medidade la luz nn Flujo radianteFlujo radiante Potencia de un haz de luz PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © Nº de fotones x energía de cada fotón tiempo (Watios)
- 6. Diapositiva 6 Radiación luminosa Medidade la luz nn Irradiación oIrradiación o IrradianciaIrradiancia Densidad de potencia radiante total PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © 1 Sol pico = 100 mW/cm2 = 1000 W/m2
- 7. Diapositiva 7 Radiación luminosa Medidade la luz nn IluminaciónIluminación Densidad de potencia radiante ponderada respecto a la curva de luminosidad normal PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 8. Diapositiva 8 Radiación luminosa Medidade la luz nn Flujo luminoso LumenFlujo luminoso Lumen PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © 1 Lumen = 0,0016 W para luz de λ=0,55 µm 1 bujía = 4π lúmenes
- 9. Diapositiva 9 Radiación luminosa Medidade la luz nn Intensidad de luzIntensidad de luz PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © 1 bujía-pie = 1 lumen/pie2 1 lux = 1 lumen/m2
- 10. Diapositiva 10 La capacidadde la luz (fotones) deLa capacidad de la luz (fotones) de interactuar con los electrones de los átomosinteractuar con los electrones de los átomos Fotoefecto en metales n Efecto fotoemisivo: emisión electrónica en los metales n Fotoconductividad Fotoefecto en semiconductores n Fotoconductividad n Efecto de unión n Efecto fotovoltaico Efecto fotoeléctrico PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 11. Diapositiva 11 Efecto fotoeléctrico PRINCIPIOSDE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © FotoefectoFotoefecto en metalesen metales EfectoEfecto fotoemisivofotoemisivo ((fototubosfototubos multiplicadores)multiplicadores) Efecto conductivoEfecto conductivo (fotoconductores)(fotoconductores)
- 12. Diapositiva 12 Efecto fotoeléctrico Fotoconductividad PRINCIPIOSDE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 13. Diapositiva 13 Efecto fotoeléctrico PRINCIPIOSDE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © FotoefectoFotoefecto en semiconductoresen semiconductores EfectoEfecto fotoconductivofotoconductivo Efecto de uniónEfecto de unión (polarización inversa)(polarización inversa) Efecto fotovoltaicoEfecto fotovoltaico (circuito abierto)(circuito abierto) Unión p-n
- 14. Diapositiva 14 Efecto fotoeléctrico Efectofotoconductivo PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © EG ED EA Banda de valencia Banda de conducción Nivel dador Nivel aceptor EC EV Excitación intrínseca (fotones alta energía) Excitación de impurezas (fotones de baja energía) electrón huecos
- 15. Diapositiva 15 Efecto fotoeléctrico Respuestaespectral del Si y Ge PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 16. Diapositiva 16 Efecto fotoeléctrico Fotodiodosemiconductor (unión p-n) PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © X VVV oB += E Potencial - Vo V VB A K p n _ + + _ _ + + _ + _ I V Luz La luz genera pares de electrón-hueco So III +=
- 17. Diapositiva 17 Efecto fotoeléctrico Fotodiodosemiconductor (unión p-n) n Sensibilidad de un fotodiodo en función de la distancia del punto luminoso de impacto a la unión PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©
- 18. Diapositiva 18 Efecto fotoeléctrico Fotodiodosemiconductor (unión p-n) n Característica tensión-corriente w Zona de polarización inversa PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © −+= TV V S eIII η 10
- 19. Diapositiva 19 Efecto fotovoltaico Delfotodiodo a la célula fotovoltaica n Característica tensión-corriente PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo © −+= TV V S eIII η 10 Del fotodiodo a la célula FV -125,00 -100,00 -75,00 -50,00 -25,00 0,00 25,00 50,00 75,00 100,00 125,00 150,00 -1,00 -0,50 0,00 0,14 0,19 0,24 0,29 0,34 0,39 0,44 0,49 0,54 0,59 0,64 0,69 0,74 Tensión (V) Intensidad(mA) Corriente de oscuridad Corriente de iluminación
- 20. Diapositiva 20 Efecto fotovoltaico Delfotodiodo a la célula fotovoltaica n Característica tensión-corriente PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA Prof. J.G.Ramiro Leo ©