1. Absorción de fotones:
- Los fotones, que son partículas de luz, transportan energía.
- Cuando un fotón ataca una célula fotovoltaica, puede ser absorbido por un material llamado semiconductor.
2. Excitación de electrones:
- La energía absorbida excita un electrón en el semiconductor, elevándola a un nivel de energía más alto.
3. Flujo de electrones:
- Los electrones excitados son libres de moverse dentro del semiconductor.
- La celda está diseñada con dos capas de material semiconductor con propiedades ligeramente diferentes, creando un campo eléctrico.
- Este campo empuja los electrones excitados hacia un lado de la celda, creando un flujo de electrones, que es una corriente eléctrica.
4. Colección actual:
- La corriente es recolectada por electrodos en la superficie de la celda y enrutada a un circuito externo.
Componentes clave de una célula fotovoltaica:
* material semiconductor: Típicamente de silicio, pero también se utilizan otros materiales como el arsenuro de galio y el telururo de cadmio.
* Semiconductor de tipo P: Tiene un "agujero" donde falta un electrón, lo que le permite aceptar electrones.
* n-type semiconductor: Tiene un exceso de electrones, lo que le permite donarlos.
* Junction: La interfaz entre los semiconductores de tipo P y de tipo N, donde se genera el campo eléctrico.
* electrodos: Contactos de metal que recolectan la corriente.
En resumen, el proceso de convertir energía radiante en electricidad utilizando una célula fotovoltaica implica:
1. Absorción de fotones por un semiconductor
2. Excitación y movimiento de electrones
3. Separación de electrones y agujeros por un campo eléctrico
4. Colección de corriente por electrodos
Este proceso es una parte fundamental de la tecnología de energía solar, lo que nos permite aprovechar la energía del sol y convertirla en una forma utilizable de electricidad.
