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LECCIÓN 11 Células Solares - Introducción. - Parámetros ópticos. - Principio de funcionamiento de una célula solar. - Rendimiento máximo y valor óptimo.

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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 Parámetros ópticos de un semiconductor 0 R Reflectividad n T 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 E1E1 E2E2 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 Principio de funcionamiento de una célula solar Diodo p-n en equilibrio térmico E np V(x) x VBVB S-n EFEF S-p EgEg eV B eV p eV n W

10 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

14 Rendimiento máximo Límite termodinámico: Foco caliente: temperatura del espectro solar Foco frío: temperatura ambiente Límite del dispositivo J CC máxima V CA máxima FF máximo Potencia incidente

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

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

17 Limitaciones al rendimiento máximo: respuesta espectral


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