Determinación de la respuesta espectral de módulos y celdas fotovoltaicas

Fundamento

La respuesta espectral es la corriente que el dispositivo entrega por cada unidad de potencia luminosa incidente, en función de la longitud de onda; su forma normalizada es la eficiencia cuántica, que expresa cuántos electrones se recolectan por cada fotón incidente. Se determina iluminando el dispositivo con luz monocromática de longitud de onda variable —obtenida con monocromador o con filtros— modulada en frecuencia, y midiendo la corriente generada con amplificador sincrónico, técnica que permite extraer una señal pequeña del ruido y trabajar con el dispositivo bajo iluminación de fondo, que es necesaria en módulos para que el punto de operación sea representativo. La medición se calibra contra un detector de referencia de respuesta conocida. En módulos completos, que son asociaciones serie de muchas celdas, la medición exige iluminar una celda por vez mientras el resto se mantiene iluminado con luz de fondo, para que la celda medida limite la corriente del conjunto. El resultado se usa para tres cosas: caracterizar la tecnología y sus pérdidas; calcular el factor de desajuste espectral entre el espectro del simulador solar y el de referencia, que es la corrección obligatoria en toda medición de potencia; y estimar el comportamiento del módulo bajo los espectros reales del sitio, que cambian con la hora, la nubosidad y la altura.

Matriz (en qué muestra)

Módulos y celdas fotovoltaicas de silicio cristalino, de lámina delgada y de tecnologías nuevas; celdas de referencia para calibración de simuladores; dispositivos en caracterización de laboratorio

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Monocromador o juego de filtros interferenciales con fuente estable; modulador y amplificador sincrónico; fuente de luz de fondo; celda o detector de referencia calibrado; sistema de posicionamiento; control de temperatura del dispositivo; simulador solar para las mediciones asociadas.

Reactivos¿Dónde lo compro?

No aplica; se emplean detectores y celdas de referencia con calibración trazable.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Dispositivos y módulos de ensayo; planillas de respuesta por longitud de onda; certificados de los detectores de referencia; registros de temperatura del dispositivo.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Energía; lámparas de la fuente.

Unidad

A · respuesta espectral y eficiencia cuántica en función de la longitud de onda · rango espectral de respuesta útil del dispositivo · factor de desajuste espectral calculado para el simulador empleado · temperatura del dispositivo durante la medición · detector de referencia utilizado y su trazabilidad

Rango de referencia

El silicio cristalino responde en un rango amplio que llega hasta el infrarrojo cercano, mientras que las tecnologías de lámina delgada tienen rangos más estrechos y desplazados; esa diferencia es la que hace que rindan de manera relativa distinta bajo cielo cubierto, cuyo espectro es más azul que el de referencia

Norma que lo exige

Las normas de calificación y de medición de módulos fotovoltaicos, que exigen la corrección por desajuste espectral; los requisitos de los laboratorios de medición de potencia; los programas de caracterización de tecnologías; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 210013-12, que fija los métodos de ensayo de la respuesta espectral de módulos fotovoltaicos; IRAM 210013-2, sobre las características eléctricas en condiciones normalizadas de medida; IRAM 62215-2, sobre la determinación de la potencia máxima; IRAM 210013-14, sobre la temperatura nominal de operaciónnorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 210013-12:2013; IRAM 210013-2:2016; IRAM 62215-2:2024; IRAM 210013-14:2014

Volumen de muestra

No destructivo. Un dispositivo por medición

Conservación y transporte

La temperatura del dispositivo se controla y se registra, porque la respuesta espectral se desplaza hacia el infrarrojo al calentarse y una medición sin control térmico no es comparable. En módulos se ilumina el resto con luz de fondo para que la celda medida sea la limitante, dado que sin eso la corriente del conjunto no refleja lo que hace la celda iluminada.

Límite de detección típico

El amplificador sincrónico permite medir corrientes muy pequeñas sobre el fondo de iluminación

Incertidumbre típica

Del 3 al 5 % en la respuesta espectral, dominada por la calibración del detector de referencia

Área

Energía y biogás; Óptica y luminotecnia; Metrología y calibración

Fecha de última actualización: 11/9/2026