1. Diapositiva 1
Radiación solar
PRINCIPIOS DE 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
PRINCIPIOS DE 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
Curva de luminosidad normal
PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Prof. J.G.Ramiro Leo ©

4. Diapositiva 4
Radiación luminosa
Naturaleza de 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
Medida de 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
Medida de 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
Medida de 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
Medida de 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
Medida de 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 capacidad de 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
PRINCIPIOS DE 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
PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Prof. J.G.Ramiro Leo ©

13. Diapositiva 13
Efecto fotoeléctrico
PRINCIPIOS DE 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
Efecto fotoconductivo
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
Respuesta espectral del Si y Ge
PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Prof. J.G.Ramiro Leo ©

16. Diapositiva 16
Efecto fotoeléctrico
Fotodiodo semiconductor (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
Fotodiodo semiconductor (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
Fotodiodo semiconductor (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
Del fotodiodo 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
Del fotodiodo a la célula fotovoltaica
n Característica tensión-corriente
PRINCIPIOS DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Prof. J.G.Ramiro Leo ©