LECCIN 11 Clulas Solares Introduccin Parmetros pticos Principio

LECCIÓN 11 Células Solares - Introducción. Parámetros ópticos. Principio de funcionamiento de una célula solar. Rendimiento máximo y valor óptimo del gap. Limitaciones del rendimiento respecto al valor máximo

Parámetros ópticos de un semiconductor F 0 n FT FR Reflectividad Coeficiente de absorción

Función dieléctrica Parámetros ópticos Relaciones de Kramers-Krönig

Absorción resonante en un oscilador armónico

Absorción resonante en un oscilador armónico: comparación con el Si

Transiciones que determinan la constante dieléctrica en el Si: gap de Penn E 1 E 2

Propiedades ópticas en el frente de absorción Transiciones directas Transiciones indirectas

Efectos excitónicos en el frente de absorción Fórmula de Elliot-Toyozawa

Principio de funcionamiento de una célula solar V(x) Diodo p-n en equilibrio térmico n +++ +++ +++ E ------------ p VB x e. VB Eg EF e. Vp e. Vn S-n W S-p

Principio de funcionamiento de una célula solar Fotocorriente: Característica I(V) bajo iluminación

Parámetros de rendimiento de una célula solar Corriente de cortocircuito Tensión de circuito abierto Potencia máxima suministrada Factor de llenado RENDIMIENTO

Espectros solares

Espectros solares

Rendimiento máximo Límite termodinámico: Foco caliente: temperatura del espectro solar Foco frío: temperatura ambiente JCC máxima Límite del dispositivo VCA máxima FF máximo Potencia incidente

Limitaciones al rendimiento máximo: respuesta espectral n p d>>W d>>L Flujo de fotones dentro de la célula Contribuciones a la fotocorriente Contribución de la zona de agotamiento hn > Eg W Contribución de la zona neutra p: ecuación de difusión Solución particular

Condiciones de contorno x = d>>L Solución general x=W Cálculo de Jp

Limitaciones al rendimiento máximo: respuesta espectral