Una celda solar puede cargar una batería con la luz solar natural o con iluminación artificial como una bombilla incandescente. Una célula solar responde de la misma manera a cualquier tipo de luz; Puede usar luz incandescente con una celda solar para cargar la batería de un reloj o calculadora, siempre que la luz sea lo suficientemente brillante. La celda convierte una variedad de longitudes de onda de luz en energía eléctrica; tanto la luz solar como la luz incandescente contienen estas longitudes de onda, por lo que la celda solar carga la batería de ambas fuentes.
Incandescente vs. Espectro solar
Las luces incandescentes, el Sol y todas las demás fuentes de luz producen lo que los científicos llaman un "espectro": un propagación de longitudes de onda de luz, incluidas ondas infrarrojas largas, luz visible, ondas ultravioleta cortas y Rayos X. Cada fuente tiene un patrón espectral distintivo; por ejemplo, el Sol genera copiosas cantidades de ultravioleta mientras que una bombilla incandescente produce muy poco. Una célula solar responde a las longitudes de onda de la luz de diferentes formas, convirtiendo algunas longitudes de onda en electricidad e ignorando otras. La celda coincide aproximadamente con el espectro del Sol; procesa colores de luz visible pero no puede utilizar las ondas infrarrojas más largas. Debido a que el espectro de una luz incandescente está cerca del del Sol, una célula solar no tiene problemas para funcionar con su luz.
Energía de la luz
Además de sus cualidades espectrales, la energía solar en un día soleado asciende a unos 1.000 vatios por metro cuadrado en la superficie de la Tierra. Sin embargo, una celda solar típica recibe solo una pequeña fracción de esto porque su tamaño es solo de unos pocos centímetros cuadrados. Una bombilla de luz incandescente estándar produce entre 40 y 100 vatios en total y tiene la mayor parte de la energía en las longitudes de onda infrarrojas más largas. Si sostiene una celda solar a unos centímetros de una bombilla, recibirá una cantidad de luz similar a la del Sol; aunque el Sol es mucho más poderoso, la corta distancia de la lámpara incandescente compensa su menor potencia.
Distancia, tiempo y voltaje
La energía que recibe una célula solar de una luz incandescente disminuye rápidamente con la distancia. Cuanta menos luz incide sobre la celda solar, más débil es su salida, por lo que se tarda más en cargar una batería. Si el voltaje de la celda es menor que un valor de umbral mínimo, es imposible cargar la batería; por ejemplo, una batería de 12 voltios necesita 12,9 voltios para cargarla. Siempre que la luz brille intensamente sobre una celda solar, el voltaje no debería representar un problema.
Eficiencia
La celda solar funciona bien con la luz del sol o con una bombilla incandescente. Sin embargo, la electricidad de la bombilla tiene que provenir de algún lugar, como una central eléctrica que funcione con gas natural o energía nuclear, lo que cuesta dinero. La luz del sol, por otro lado, es gratis para tomar. Aunque hacer funcionar una celda solar con luz artificial funciona bien, tiene más sentido utilizar la luz solar.