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Pérdidas Ópticas

Las pérdidas ópticas principalmente afectan a la potencia de una célula solar mediante la reducción de la corriente de cortocircuito. Las pérdidas ópticas consisten en que la luz que podría haber generado un par electrón-hueco, no lo hace, debido a que la luz se refleja desde la superficie frontal, o bien porque no se absorbe en la célula solar. Para las células solares de semiconductores más comunes, todo el espectro visible (350 - 780 nm) tiene suficiente energía para crear pares electrón-hueco y por lo tanto toda la luz visible idealmente sería absorbida.

reflection losses

Fuentes de pérdidas ópticas en una célula solar.

Hay diferentes formas de reducir estas pérdidas ópticas:

  • - El contacto superior de la superficie de la célula puede reducirse al mínimo (aunque esto puede resultar en una mayor resistencia en serie). Esto se discute con más detalle en Resistencia en serie;
  • Recubrimientos antirreflectantes se pueden utilizar en la superficie superior de la celda.
  • - La reflexión puede ser reducida con la texturización de la superficie.
  • La célula solar se puede hacer más gruesa para aumentar la absorción (aunque la luz que se absorbe a más de una longitud de difusión desde la unión tiene una probabilidad de colección baja y no contribuirá a la corriente de corto circuito).
  • - La longitud del camino óptico en la célula solar se puede incrementar con una combinación de textura de la superficie y  retención de la luz.

El reflejo de una superficie de silicio es de más del 30% debido a su alto índice de refracción. La reflectividad, R, entre dos materiales de diferentes índices de refracción se determina por:

donde n0 es el índice de refracción de los alrededores y NSI es el índice de refracción complejo de silicio. Para una célula no encapsulada n0 = 1. Para una célula encapsulada n0= 1.5. El índice de refracción del silicio cambia con la longitud de onda y se da en el capítulo sobre las propiedades del material.