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Efecto fotovoltaico

 

En física, el efecto fotovoltaico es el fenómeno que permite a los paneles fotovoltaicos producir electricidad a través de la energía del sol. Aclaremos y formemos una definición, un resumen y una descripción sencilla de cómo funciona este fenómeno físico.

Explicación simple
El efecto fotovoltaico es el efecto físico que aprovechan los paneles solares para producir energía cuando son golpeados por la luz solar. Solo algunos materiales son capaces de transformar en energía la radiación luminosa que captan y en las últimas décadas nos hemos familiarizado con el término efecto fotovoltaico gracias a la difusión de los paneles solares fotovoltaicos que permiten la producción de electricidad aprovechando este principio físico.

¿Quién descubrió el efecto fotovoltaico?
La capacidad de algunos materiales para transformar la luz (radiación electromagnética) incidente en materiales metálicos particulares en energía fue observada por primera vez por el erudito francés Alexandre-Edmond Becquerel en 1839 y posteriormente analizada y estudiada por el físico Einstein, quien explicó y teorizó el efecto fotoeléctrico en 1905. El efecto fotovoltaico se deriva del efecto fotoeléctrico.

¿Qué es el efecto fotoeléctrico?
La palabra fotoeléctrica está compuesta por foto (luz) y eléctrica y por tanto en síntesis conecta la energía eléctrica a la presencia de luz, energía luminosa, en nuestro caso suministrada por los fotones del sol.

En el caso de las células fotovoltaicas, el material utilizado es el semiconductor de silicio (símbolo químico Si) que debe estar contaminado con impurezas para dar lugar al silicio tipo P cuando se contamina o "dopado" con sustancias trivalentes como el boro y el aluminio, y N -tipo silicio cuando se contamina con impurezas pentavalentes como arsénico, fósforo y antimonio.

La celda de base fotovoltaica está formada por la denominada unión PN, es decir, un cristal de silicio que por un lado está dopado predominantemente de tipo N y por el otro de tipo P, para obtener una zona con predominio de electrones y la otros con ausencia de electrones y, por tanto, prevalencia de cargas positivas ficticias, también llamadas lagunas (o huecos o huecos).

Cuando la estructura de un cristal de unión PN semiconductor de silicio (monocristalino, policristalino o amorfo originalmente y luego tratado con dopantes) es golpeado por la luz solar (radiación electromagnética incidente), esto se refleja en parte y en parte se transforma en calor, pero en parte es energía suficiente para rompen enlaces en la estructura cristalina y producen desplazamiento de carga (electrones negativos y huecos positivos) dentro de ella.

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