1.1. El efecto fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico que transforma la energía luminosa en energía eléctrica.
La luz está compuesta de partículas llamadas fotones, y un rayo de luz que viaja en forma de onda es una corriente de fotones. Cuando la luz incide sobre un material, se desprenden electrones de este debido al choque de los fotones. Los electrones que se desprenden pueden ser utilizados entonces para establecer una corriente eléctrica. En la figura 1 se ilustra este fenómeno.
Figura 1. El efecto fotoeléctrico
En el caso particular de los módulos fotovoltaicos, la luz incide sobre materiales semiconductores que han sido preparados especialmente para este tipo de aplicaciones.
¿Qué es un semiconductor?
En general, un semiconductor es un material que se encuentra a medio camino entre un aislante y un conductor. Entre los semiconductores se pueden mencionar el Silicio y el Germanio, aunque las combinaciones de algunos elementos tienen comportamientos similares.
VIDEO 1
Para ampliar el tema de los semiconductores, por favor ver el siguiente video:
El semiconductor más empleado en la fabricación de sistemas fotovoltaicos es el Silicio.
Como parte de la preparación por la que pasa el semiconductor, se le incrustan átomos de otros elementos, obteniéndose materiales con diferentes características eléctricas. A estos materiales se les denomina materiales tipo N y tipo P.
Para obtener el material tipo P se utilizan elementos como el Boro, mientras que el Fósforo es uno de los utilizados para crear materiales tipo N.
Los módulos fotovoltaicos están compuestos de muchas pequeñas láminas de Silicio llamadas celdas. En estas se unen capas de materiales tipo N y tipo P, a lo cual se le llama una unión P-N.
Cuando incide luz sobre la célula, el electrón gana la energía necesaria para “liberarse”. Estos electrones son recogidos por un conductor en una de las caras de la celda. Este conductor puede estar conectado a una carga, lo que produce una corriente eléctrica que lleva a los electrones a través de la carga y de vuelta a la celda fotovoltaica.
A continuación se muestra la figura 2, en la que se grafica el funcionamiento de un circuito creado con una celda fotovoltaica.
Figura 2. Circuito creado con una celda fotovoltaica
VIDEO 2
A continuación se presenta un video complementario en el que se describe cómo funciona un panel solar fotovoltaico. Les invitamos a verlo.
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