LECCIÓN 11 Células Solares

Presentación del tema: "LECCIÓN 11 Células Solares"— Transcripción de la presentación:

1 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

2 Coeficiente de absorción
Parámetros ópticos de un semiconductor n F0 FT FR Reflectividad Coeficiente de absorción

3 Función dieléctrica Parámetros ópticos
Relaciones de Kramers-Krönig

4 Absorción resonante en un oscilador armónico

5 Absorción resonante en un oscilador armónico: comparación con el Si

6 Transiciones que determinan la constante dieléctrica en el Si: gap de Penn

7 Propiedades ópticas en el frente de absorción
Transiciones directas Transiciones indirectas

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

9 Diodo p-n en equilibrio térmico
Principio de funcionamiento de una célula solar V(x) Diodo p-n en equilibrio térmico VB n + + + - - - p + + + - - - + + + - - - x + + + - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + + + - - - + + + + + + - - - eVB Eg + + + - - - + + + - - - EF E eVn eVp S-n W S-p

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

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

12 Espectros solares

13 Espectros solares

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

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

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

17 Limitaciones al rendimiento máximo: respuesta espectral