En pocas palabras, un panel solar funciona permitiendo que los fotones, o partículas de luz, liberen electrones de los átomos, generando un flujo de electricidad. Los paneles solares en realidad comprenden muchas unidades más pequeñas llamadas células fotovoltaicas. (Fotovoltaico significa simplemente que convierten la luz solar en electricidad.) Muchas células unidas entre sí forman un panel solar.
Cada célula fotovoltaica es básicamente un sándwich compuesto por dos rebanadas de material semiconductor, generalmente silicio, el mismo material utilizado en la microelectrónica.
Para funcionar, las células fotovoltaicas necesitan establecer un campo eléctrico. Al igual que un campo magnético, que se produce debido a polos opuestos, un campo eléctrico se produce cuando se separan cargas opuestas. Para obtener este campo, los fabricantes “dopan” el silicio con otros materiales, dando a cada rebanada del sándwich una carga eléctrica positiva o negativa.
Específicamente, siembran fósforo en la capa superior de silicio, lo que añade electrones adicionales, con una carga negativa, a esa capa. Mientras tanto, la capa inferior recibe una dosis de boro, lo que resulta en menos electrones, o una carga positiva. Todo esto se suma a un campo eléctrico en la unión entre las capas de silicio. Entonces, cuando un fotón de luz solar libera un electrón, el campo eléctrico empujará a ese electrón fuera de la unión de silicio.
Un par de otros componentes de la célula convierten estos electrones en energía utilizable. Placas metálicas conductoras a los lados de la célula recogen los electrones y los transfieren a cables. En ese punto, los electrones pueden fluir como cualquier otra fuente de electricidad.
Recientemente, los investigadores han producido células solares ultrafinas y flexibles que tienen sólo 1,3 micrones de grosor – alrededor de 1/100 del ancho de un cabello humano – y son 20 veces más ligeras que una hoja de papel de oficina. De hecho, las células son tan ligeras que pueden colocarse encima de una pompa de jabón, y sin embargo producen energía con casi tanta eficiencia como las células solares de vidrio, según informaron los científicos en un estudio publicado en 2016 en la revista Organic Electronics. Células solares más ligeras y flexibles como éstas podrían integrarse en la arquitectura, la tecnología aeroespacial, o incluso en la electrónica portátil.
Hay otros tipos de tecnología de energía solar – incluyendo la energía solar térmica y la energía solar concentrada (CSP) – que operan de manera diferente a los paneles solares fotovoltaicos, pero todas aprovechan el poder de la luz solar para crear electricidad o para calentar el agua o el aire.
