[03]-EL EFECTO
FOTOVOLTAICO
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[03]-EL EFECTO
FOTOVOLTAICO |
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Las aplicaciones de la energía solar fotovoltaica están basadas
en el aprovechamiento del efecto fotovoltaico
que tiene mucho que ver con lo explicado anteriormente. De forma muy resumida
y desde el punto de vista eléctrico, el “efecto fotovoltaico”
se produce al incidir la radiación solar (fotones) sobre los materiales
que definimos al principio como semiconductores extrínsecos. La energía
que reciben estos provenientes de los fotones, provoca un movimiento caótico
de electrones en el interior del material. Al unir dos regiones de un semiconductor al que artificialmente se había dotado de concentraciones diferentes de electrones, mediante los elementos que denominábamos dopantes, se provocaba un campo electrostático constante que reconducía el movimiento de electrones. Recordemos que este material formado por la unión de dos zonas de concentraciones diferentes de electrones la denominábamos unión PN, pues la célula solar en definitiva es esto; una unión PN en la que la parte iluminada será la tipo N y la no iluminada será la tipo P. De esta forma, cuando sobre la célula solar incide la radiación, aparece en ella una tensión análoga a la que se produce entre las bornas de una pila. Mediante la colocación de contactos metálicos en cada una de las caras puede “extraerse” la energía eléctrica, que se utilizará para alimentar una carga. Para que se produzca el efecto fotovoltaico debe cumplirse que:  Por otro lado y dando una explicación desde un punto de vista cuántico, su funcionamiento se basa en la capacidad de transmitir la energía de los fotones de la radiación solar a los electrones de valencia de los materiales semiconductores, de manera que estos electrones rompen su enlace que anteriormente los tenía ligado a un átomo. Por cada enlace que se rompe queda un electrón y un hueco (falta de electrón en un enlace roto) para circular dentro del semiconductor. El movimiento de los electrones y huecos en sentidos opuestos (conseguido por la existencia de un campo eléctrico como veremos posteriormente) genera una corriente eléctrica en el semiconductor la cual puede circular por un circuito externo y liberar la energía cedida por los fotones para crear los pares electrón-hueco. El campo eléctrico necesario al que hacíamos referencia anteriormente, se consigue con la unión de dos semiconductores de diferente dopado, como vimos al principio de esta sección: Un semiconductor tipo P (exceso de huecos) y otro tipo N (exceso de electrones). Que al unirlos crea el campo eléctrico E. |
 El Fotón en el Efecto Fotovoltaico 
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