Efecto fotovoltaico

Para comprender mejor cómo funciona una célula fotovoltaica, es importante conocer el fenómeno físico en el que se basa, el efecto fotovoltaico. Vamos a ver un poco más en detalle cómo se genera la corriente eléctrica necesaria que acabará formando parte de nuestra red eléctrica.

¿Qué es el efecto fotovoltaico?

Como concepto, el efecto fotovoltaico es un fenómeno en el que se crea una diferencia de potencial, o, voltaje, y corriente eléctrica en un material cuando se expone a la luz solar. Este fenómeno está íntimamente relacionado con el efecto fotoeléctrico, que produce electrones libres.

Materiales que usan el principio fotovoltaico

Este material está formado por semiconductores. Los semiconductores son un tipo de material que conducen la electricidad solo bajo ciertas condiciones, clasificándose en tipo p o tipo n. El semiconductor tipo p es aquel que tiende a captar carga positiva, mientras que el n, carga negativa.

En el caso del material del que están fabricadas las células solares, se dispone de un material que está formado por dos semiconductores, de tipo p y n. para conocer cómo funciona el efecto fotovoltaico, se debe conocer como funcionan los semiconductores y la unión p-n

En este material, los electrones, que normalmente no suelen moverse, reaccionan cuando un fotón con la suficiente energía permite que estos se liberen y puedan moverse. Este fotón es simplemente una partícula de luz que tiene cierta longitud de onda.

Como consecuencia de esta reacción química, se genera una corriente eléctrica de valor variable que conduce el movimiento de los electrones en la dirección y sentido de la unión p-n. Esto ocurre porque es más sencillo que los electrones se muevan en un sentido que respecto al contrario.

De este modo si utilizamos un circuito exterior, los electrones viajarán hasta llegar a la otra cara del material semiconductor. Por otra parte, se crea un campo eléctrico en el material, desde el lado n del semiconductor al p. Esto hace que se generen cargas positivas que dirigen los electrones hacia el lado p y de esta forma, provocar que se inyecten en el contacto eléctrico exterior. Así, se puede crear una corriente eléctrica que se mantenga siempre que se esté en presencia de radiación solar.Cabe destacar como cuanto mayor número de fotones exciten el material, mayor potencial se creará, hasta llegar al límite que permite la célula fotovoltaica.

Este efecto es la base de la energía solar fotovoltaica y fue el nacimiento de este tipo de energía.

¿Cuál es la diferencia entre el efecto fotoeléctrico y fotovoltaico?

Ambos fenómenos están muy relacionados. En primer lugar, hay que entender que el efecto fotoeléctrico es el encargado de generar electrones libres en presencia de luz solar. Es decir, libera la atracción de los electrones en su átomo cuando incide la luz.

En este caso, el efecto fotovoltaico utiliza el efecto fotoeléctrico para generar una corriente gracias a los electrones que han quedado libres. Esta corriente será la que se utilice posteriormente en cualquier instalación solar.

¿Quién descubrió el efecto fotovoltaico?

El físico francés Alexandre-Edmon Becquerel en el año 1839 fue quien descubrió e inventó este fenómeno. Es por ello que se le considera uno de los padres de la fotovoltaica.

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