Sé que los paneles fotovoltaicos son más eficientes a temperaturas más bajas: a medida que aumenta la temperatura, el voltaje de salida disminuye. Estoy buscando una explicación del mecanismo detrás de este efecto. ¿Qué está pasando en términos de transiciones de nivel de energía de electrones, la brecha de banda, etc.?
De Sze (capítulo 14 en la segunda edición): "A medida que aumenta la temperatura, las longitudes de difusión en Si y GaAs aumentarán, porque la constante de difusión permanece igual o aumenta con la temperatura, y la vida útil minoritaria aumenta con la temperatura. El aumento en La longitud de difusión de portadores minoritarios provoca un aumento en J_L. Sin embargo, Voc disminuirá rápidamente debido a la dependencia exponencial de la corriente de saturación con la temperatura. El aumento en la "suavidad" (redondez) en la rodilla de la curva IV a medida que aumenta la temperatura también degradan el factor de llenado. Por lo tanto, el efecto general provoca una reducción de la eficiencia a medida que aumenta la temperatura". Se pueden encontrar más detalles en Sze (u otros libros de física de dispositivos semiconductores).
Veo que ya tiene una respuesta a nivel de física del dispositivo, así que aquí está la respuesta desde el punto de vista de la electrónica.
La caída hacia adelante de una unión de semiconductores (que es lo que es una celda solar) es inversamente proporcional a la temperatura. De hecho, ha habido sensores de temperatura integrados basados en este principio. La corriente a través de una celda solar es proporcional a la insolación. Esta misma corriente se produce a un voltaje más alto a una temperatura más baja, por lo que produce más potencia.
Y una tercera forma de verlo: a temperaturas más altas, se ocupan más estados de la banda de conducción. Esto aumentará la recombinación/aumentará la corriente oscura.
Auberon Vacher