Límite de Shockley-Queisser
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En física, el límite Shockley-Queisser o límite de balance detallado designa a la máxima eficiencia teórica de una célula fotoeléctrica basada en una unión p-n. El cálculo fue desarrollado por William Shockley y Hans Queisser en Shockley Semiconductor en 1961.[1] Se le considera uno de los fundamentos básicos de la energía solar fotovoltaica y uno de los principales avances en el campo.[2]
El límite sitúa la eficiencia máxima en el entorno de 33,7%, asumiendo una única unión p-n con una banda prohibida de 1.34 eV (usando un espectro de AM 1,5 G).[3] Es decir, de la energía solar incidente (típicamente, 1000 W/m²), solo 33,7% se podría convertir en electricidad (337 W/m²). El material más usado en células fotovoltaicas, el silicio tiene una banda aún más desfavorable, de 1,1 eV, lo que rebaja el máximo para células comerciales al 29%. Tecnologías modernas como el silicio monocristalino han llegado a alcanzar eficiencias del 22%, separadas de este máximo solo por consideraciones prácticas como radiación reflejada en la superficie y sombras debidas a las conexiones de la unión.
El límite Shockley-Queisser aplica únicamente a sistemas monocélulas. Tecnologías con múltiples capas pueden sobrepasar dicha barrera. Idealmente, dispositivos con un número infinito de capas pueden alcanzar rendimientos del 86% usando radiación solar concentrada.[4]