Paneles solares fotovoltaicos
Los paneles solares fotovoltaicos fueron una revolución cuando se inventaron. Su implementación en los primeros edificios hizo que se pudiera ver la posibilidad de generar energía, para abastecer las necesidades del propio edificio. Este tipo de sistema consiste en que la energía proveniente de la radiación solar se transmite a los electrones de los materiales semiconductores, creando una corriente eléctrica continua.
Estos estan formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz sobre ellos. El parametro estandar para clasificar su potencia se denomina potencia pico. Esta se define como la maxima potencia eléctrica que éste puede generar.

¿Qué es un Panel Solar Fotovoltaico?
Los paneles fotovoltaicos: estan formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Estas celdas son llamadas células fotovoltaicas, del griego 'fotos', luz. La cantidad de energia que pueden producir depende del material.
El silicio cristalino y arseniuro de galio son la elección típica de materiales para celdas solares. Los cristales de arseniuro de galio son creados especialmente para uso fotovoltaico, mientras que los cristales de silicio estan disponibles en lingotes estandar mas baratos producidos principalmente para el consumo de la industria microelectrónica, ya que este tiene una menor eficacia de conversión, pero también menor coste.Cuando es expuesto a luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diametro puede producir una corriente de alrededor 0,5 amperios a 0,5voltios (equivalente a un promedio de 90 W, dependiendo del brillo solar). El arseniuro de galio es mas eficaz que el silicio, pero también mas costoso. La cimentación y el sustrato deben ser conductores térmicos, ya que las celdas se calientan al absorber la energía que no es convertida en electricidad. Debido a que el calentamiento de las celdas reduce la eficacia.

Los paneles fotovoltaicos se clasifican en
• Monocristalinas: Las células de silicio monocristalino estan constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presenta un color azul oscuro uniforme.
• Policristalinas: Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) estan constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por un color azul mas intenso.
• Amorfas: Las células de silicio amorfo. Son menos eficientes que las células de silicio cristalino pero también menos costoso. Este tipo de células es, por ejemplo, el que se emplea en aplicaciones solares como relojes o calculadoras.
Proceso de fabricación
Para la fabricación de paneles solares fotovoltaicos se emplea tecnología muy avanzada y compleja. Sin bien esta al alcance de muchos fabricantes la producción de panelessolares térmicos, no ocurre lo mismo con los paneles solares fotovoltaicos, donde muy pocas compañías en el mundo cuentan con la capacidad y los recursos técnicos necesarios para producirlos.
En una lamina de material semiconductor puro se introducen elementos químicos llamados dopantes que hacen que esta tenga un exceso de electrones y aunque no exista en realidad desequilibrio eléctrico, esta plancha tiene una carga negativa y se la denomina N
Por otro lado en otra lamina de material semiconductor se hace el mismo proceso pero en esta ocasión con otra sustancia dopante que provoca que haya una falta de electrones. Esta plancha tiene una carga positiva y se le denomina P
Es en este punto donde se procede a realizar la unión P-N en la cual el exceso de electrones de N pasa al otro cristal y ocupa los espacios libres en P. Con este proceso la zona inmediata a la unión queda cargada positivamente en N y negativamente en P creandose un campo eléctrico.

Como funcionan
Los fotones, que provienen de la radiación solar, impactan sobre el panel y absorbiéndolos por medio de materiales semiconductores, tales como el silicio o el arseniuro de galio.
Los electrones, partículas subatómicas atómicas que forman parte del exterior de los atomos, son golpeados por los fotones y estos son liberados. Esto les permite, circular a través del material y producir electricidad. Las cargas positivas complementarias que se crean en losatomos que perdieron los electrones, se denominan huecos y fluyen en el sentido opuesto al de los electrones, en el panel solar.
Un conjunto de paneles solares transforman la energía solar, en una determinada cantidad de corriente continua, también denominada DC (acrónimo del inglés Direct Current y que corresponde a un tipo de corriente eléctrica en una dirección y un sólo sentido, a través de un circuito).
La corriente continua se lleva a un circuito electrónico conversor (inversor) que transforma la corriente continua en corriente alterna, que es el tipo de corriente eléctrica de cualquier hogar) de 120 o 240 voltios. La potencia de AC entra en el panel eléctrico de la casa. La electricidad generada se distribuye, por ejemplo, a la línea de distribución de los dispositivos de iluminación de la casa, ya que estos no consumen mucha energía.

Lista de posibles aplicaciones
• Centrales conectadas a red para suministro eléctrico.
• Sistemas de autoconsumo fotovoltaico.
• Electrificación de pueblos en areas remotas (zonas rurales).
• Corriente eléctrica para viviendas aisladas de la red eléctrica.
• Sistemas de comunicaciones de emergencia.
• Estaciones repetidoras de microondas y de radio.
• Sistemas de vigilancia de datos ambientales y de calidad del agua.
• Faros, boyas y balizas de navegación marítima.
• Bombeo para sistemas de riego, agua potable en areas rurales y abrevaderos para el ganado.
• Balizamiento paraprotección aeronautica.
• Sistemas de desalinización.
• Vehículos de recreo.
• Señalización ferroviaria.
• Sistemas de carga para los acumuladores de barcos.
• Parquímetros.
• Recarga de vehículos eléctricos.

















Las cuatro generaciones de células fotovoltaicas
La primera generación de células fotovoltaicas consiste en una gran superficie de cristal simple. Una simple capa con unión diodo p-n, capaz de generar energía eléctrica a partir de fuentes de luz. Estas células estan fabricadas, usualmente, usando un proceso de difusión con obleas de silicio. Esta primera generación es, actualmente, la tecnología dominante en la producción comercial.
La segunda generación de materiales fotovoltaicos se basa en el uso de depósitos epitaxiales muy delgados de semiconductores sobre obleas con concentradores. Hay dos clases de células fotovoltaicas epitaxiales: las espaciales y las terrestres. Las células espaciales, usualmente, tienen eficiencias mas altas (28-30%) AM0, pero tienen un costo por vatio mas alto. En las terrestres la película delgada se ha desarrollado tienen una eficiencia mas baja (7-9%) AM0.
La llegada de películas delgadas de Ga y As para aplicaciones espaciales con potenciales de eficiencia por encima del (37%) AM0 esta, actualmente, en estado de desarrollo.
La tercera generación de células fotovoltaicas que se estan proponiendo en la actualidad es muy diferente de losdispositivos semiconductores de las generaciones anteriores, ya que realmente no presentan la tradicional unión P-N. Actualmente se estan estudiando dispositivos de huecos cuanticos y dispositivos que incorporan nanotubos de carbono, con un potencial de mas del 45% AM0 de eficiencia. Para aplicaciones terrestres, se encuentran en fase de investigación dispositivos que incluyen células fotoelectroquímicas, células solares de polímeros, células solares de nanocristales y células solares de tintas sensibilizadas.
Una hipotética cuarta generación de células solares consistiría en una tecnología fotovoltaica compuesta en las que se mezclan, conjuntamente, nanopartículas con polímeros para fabricar una capa simple multiespectral. Posteriormente, varias capas delgadas multiespectrales se podrían apilar para fabricar las células solares multiespectrales. Células que son mas eficientes, y baratas. Basadas en esta idea, y la tecnología multiunión, se han usado en las misiones de Marte que ha llevado a cabo la NASA. La primera capa es la que convierte los diferentes tipos de luz, la segunda es para la conversión de energía y la última es una capa para el espectro infrarrojo. De esta manera se convierte algo del calor en energía aprovechable. El resultado es una excelente célula solar compuesta. La investigación de base para esta generación se esta supervisando y dirigiendo por parte de la DARPA5 (Defense Advanced Research Projects Agency).