Este documento describe las celdas solares, incluyendo su historia, principios científicos y funcionamiento. Explica que las celdas solares convierten la energía solar en electricidad mediante el efecto fotovoltaico utilizando materiales semiconductores como el silicio. Describe los descubrimientos clave en la historia de las celdas solares y cómo estas están formadas por silicio dopado tipo P y tipo N para generar un campo eléctrico cuando son iluminadas.

1. CELDAS SOLARES
COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE YUCATÁN
PLANTEL SANTA ROSA
TEMAS SELECTOS DE FÍSICA II
HECHO POR:
• FERNANDO JESUS ALONZO CÁMARA
• JOSUE ERNESTO MONTEJO PÉREZ
DOCENTE: ISC. ROGER FLORES GÓNGORA
FECHA DE ENTREGA: MIERCOLES 25 DE ABRIL DE 2018
DIRECCIÓN DEL BLOG:
HTTPS://MOVIMIENTOSUNIFORMESYACELERADOS.BLOGSPOT.MX/

2. INTRODUCCIÓN A LAS CELDAS SOLARES
• A TRAVÉS DE LA HISTORIA, EL HOMBRE HA BUSCADO FORMAS
ALTERNATIVAS PARA OBTENER ELECTRICIDAD, HA BUSCADO OBTENER
ENERGÍA DIRECTA DE LA NATURALEZA SIN TENER LA NECESIDAD DE
DAÑARLA O PERJUDICARLA. DESDE LA ENERGÍA DEL AGUA HASTA EL
VIENTO, EL HOMBRE HA BUSCADO APROVECHAR LOS RECURSOS QUE
TIENE A SU DISPOSICIÓN PARA LA OBTENCIÓN DE ENERGÍA

3. UNO DE LOS MÁXIMOS LOGROS EN ESTE ÁMBITO ES EL
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR, YA QUE ES UNA FUENTE
ILIMITADA DE ENERGÍA, EL SER HUMANO DE ALGUNA MANERA SE LAS
INGENIÓ PARA APROVECHAR ESTA FUENTE DE ENERGÍA MEDIANTE EL
USO DE PÁNELES SOLARES, LOS CUALES VAMOS A VER A CONTINUACIÓN.
DESDE UN RESUMEN DE SU HISTORIA HASTA SUS PRINCIPIOS
CIENTÍFICOS

4. CELDAS SOLARES
• LAS CÉLULAS O CELDAS SOLARES SON DISPOSITIVOS QUE
CONVIERTEN ENERGÍA SOLAR EN ELECTRICIDAD, YA SEA
DIRECTAMENTE VÍA EL EFECTO FOTOVOLTAICO, O INDIRECTAMENTE
MEDIANTE LA PREVIA CONVERSIÓN DE ENERGÍA SOLAR A CALOR O A
ENERGÍA QUÍMICA.
• SUELEN ESTAR JUNTAS PARA FORMAR UNIDADES MÁS GRANDES
DENOMINADAS MÓDULOS SOLARES, ACOPLADAS A UNIDADES MÁS
GRANDES CONOCIDOS COMO PÁNELES SOLARES.

5. BREVE HISTORIA DE LAS CELDAS SOLARES
• 1839: ALEXANDRE
EDMOND BECQUEREL
DESCUBRIÓ QUE UNA
CORRIENTE ELÉCTRICA
PODRÍA SER PRODUCIDA
HACIENDO BRILLAR UNA
LUZ SOBRE CIERTAS
SOLUCIONES QUÍMICAS,
DESCUBRIENDO EL
EFECTO FOTOVOLTAICO
• 1885: EN 1885 EL PROFESOR
W. GRYLLS ADAMS
EXPERIMENTO CON EL
SELENIO (ELEMENTO
SEMICONDUCTOR) COMO
REACCIONABA CON LA LUZ Y
DESCUBRIÓ QUE SE
GENERABA UN FLUJO DE
ELECTRICIDAD CONOCIDA
COMO "FOTOELÉCTRICA".
• 1893: CHARLES FRITTS FUE
QUIEN INVENTO LA PRIMERA
CÉLULA SOLAR,
CONFORMADA DE LÁMINAS
DE REVESTIMIENTO DE
SELENIO CON UNA FINA
CAPA DE ORO, ESTAS
CÉLULAS SE UTILIZARON
PARA SENSORES DE LUZ EN
LA EXPOSICIÓN DE CÁMARAS
FOTOGRÁFICAS.
• 1921: ALBERT EINSTEN
INVESTIGO MÁS A FONDO SOBRE
EL EFECTO FOTOELÉCTRICO Y
DESCUBRIÓ QUE AL ILUMINAR
CON LUZ VIOLETA (QUE ES DE
ALTA FRECUENCIA) LOS
FOTONES PUEDEN ARRANCAR
LOS ELECTRONES DE UN METAL
Y PRODUCIR CORRIENTE
ELÉCTRICA.

6. PRINCIPIOS CIENTÍFICOS DE LAS CELDAS SOLARES
• LA FORMA MÁS COMÚN DE LAS CELDAS SOLARES SE BASA EN EL EFECTO
FOTOVOLTAICO, EN EL CUAL LA LUZ QUE INCIDE SOBRE UN DISPOSITIVO
SEMICONDUCTOR DE DOS CAPAS PRODUCE UNA DIFERENCIA DEL FOTOVOLTAJE O
DEL POTENCIAL ENTRE LAS CAPAS. ESTE VOLTAJE ES CAPAZ DE CONDUCIR UNA
CORRIENTE A TRAVÉS DE UN CIRCUITO EXTERNO DE MODO DE PRODUCIR TRABAJO
ÚTIL.
• LAS CELDAS FOTOVOLTAICAS SON ELABORADAS CON MATERIALES
SEMICONDUCTORES COMO EL SILICIO O EL SELENIO SIENDO EL PRIMERO DE ESTOS
EL QUE MÁS SE UTILIZA YA QUE TIENE UNA EFICIENCIA MAYOR, SIN EMBARGO EL
SILICIO QUE ES UTILIZADO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ÉSTAS TIENE QUE SER DEL
TIPO P Y TIPO N. ESTOS TIPOS DE SILICIO SE OBTIENEN MEDIANTE UN PROCESO
LLAMADO DOPAJE EN EL CUAL SE LE AGREGAN IMPUREZAS (ÁTOMOS DE OTROS
ELEMENTOS CON NÚMERO DE VALENCIA DIFERENTE) A DICHO MATERIAL PARA
MEJORAR SU CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.

8. • EL TIPO N TIENE LA CARACTERÍSTICA DE TENER ELECTRONES
“SUELTOS” ES DECIR, NO TODOS TIENEN UN HUECO ASOCIADO SIN
EMBARGO EL MATERIAL SE ENCUENTRA ELÉCTRICAMENTE NEUTRO YA
QUE EL NÚMERO DE ÁTOMOS QUE LE FUERON INTRODUCIDOS ES MUY
PEQUEÑO (1/1000000). AHORA BIEN, LA VENTAJA DE USAR ESTE
MATERIAL ES QUE SE NECESITA MENOS ENERGÍA PARA MOVER LOS
ELECTRONES A COMPARACIÓN CON LA UTILIZADA PARA ROMPER UN
ENLACE.
• LOS ÁTOMOS DE SI FORMAN ENLACES COVALENTES ENTRE SÍ SIENDO SU
NÚMERO DE VALENCIA IGUAL A 4 ENTONCES PARA QUE SEA DEL TIPO N
SE LE AGREGAN ELEMENTOS COMO EL P (FÓSFORO) O EL AS (ARSÉNICO)
LOS CUALES TIENEN 5 ELECTRONES EN SU ÚLTIMO NIVEL DANDO COMO
RESULTADO QUE UNO DE LOS ELECTRONES DE CADA ÁTOMO DE P O AS
SE ENCUENTRE SOLO.

9. • EL MATERIAL TIPO P ES AQUEL EN EL CUAL ALGUNOS ÁTOMOS NO SE ENCUENTRAN
TOTALMENTE ENLAZADOS FORMANDO ASÍ UN “HUECO” ENTRE UN ÁTOMO Y OTRO.
EN EL CASO DEL SI EL ELEMENTO AGREGADO ES EL B(BORO) O AL(ALUMINIO) DE
VALENCIA TRES.

10. • AHORA BIEN EN LA CELDA FOTOVOLTAICA SE UNEN ESTOS DOS TIPOS CREANDO ASÍ
UN CAMPO ELÉCTRICO QUEDANDO CARGADA POSITIVAMENTE LA PLACA DE SILICIO
TIPO N YA QUE LOS ELECTRONES “SUELTOS” QUE TIENE FLUYEN HACIA LA PLACA
TIPO P CARGANDO A ÉSTA ÚLTIMA NEGATIVAMENTE. POR ÚLTIMO EN CADA UNO DE
LOS EXTREMOS HAY UN CONTACTO OHMNICO EL CUAL PERMITE EL FLUJO DE
ELECTRONES POR EL CIRCUITO.

11. BIBLIOGRAFÍA
• HTTPS://ENERGIAUNAM.WORDPRESS.COM/2010/03/02/81/
• HTTPS://WWW.TEXTOSCIENTIFICOS.COM/ENERGIA/CELULAS
• HTTP://WWW.ECONOTECNIA.COM/HISTORIA-DE-LOS-PANELES-SOLARES.HTML
• HTTPS://WWW.DEXEN.MX/CELDAS-SOLARES/