El efecto fotovoltaico

Lo sabemos: los paneles fotovoltaicos producen energía gracias a la radiación del sol. Pero concretamente, ¿cómo sucede esto? Electrones, átomos y corriente eléctrica… Un cursillo de física y química para brillar en la cena.

Frente a la luz, los electrones del silicio se excitan y pasan de átomo en átomo.

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De la luz a la electricidad: el principio del efecto fotovoltaico

Fue en 1839 cuando el físico francés Antoine Becquerel hizo este sorprendente descubrimiento: ciertos materiales producen chispas cuando se exponen a la luz. Luego busca comprender cómo la luz se puede convertir en electricidad. Con su bata blanca, sin saberlo, Antoine Becquerel está sentando las bases de una nueva energía: la fotovoltaica.

Fotovoltaica: en un principio el material…

El funcionamiento de la energía fotovoltaica se basa principalmente en el material utilizado: el silicio, extraído de la sílice contenida en la arena. Su particularidad: ser un semiconductor. No te asustes, te lo explicamos: el silicio está, como cualquier material, formado por átomos. Frente a la luz, los electrones del silicio se excitan y pasan de átomo en átomo. Es un buen comienzo, pero para que haya corriente eléctrica, los electrones deben fluir en una dirección muy específica…

De todos los materiales, es el silicio el que preferimos…

Extraído de la arena o del cuarzo, el silicio es el segundo elemento de la corteza terrestre, después del oxígeno, y por tanto tiene la ventaja de contar con abundantes recursos. Actualmente, representa alrededor del 90% del mercado mundial de células fotovoltaicas.

Una cuestión de voltaje eléctrico.

Para que el tráfico fluya sin problemas, solo queda organizarlo. Se dice que el electrón es libre, pero sobre todo es muy predecible: siempre se mueve exactamente como en el principio de una batería, de un terminal negativo a un terminal positivo. Para lograrlo, se dopa el silicio, no como un atleta, sino con “elementos perturbadores”. Estos últimos crean de un lado un exceso de electrones (terminal negativo) y del otro un déficit de electrones (terminal positivo): dóciles, los electrones luego circulan de uno a otro. “¡Y la tensión eléctrica era! »

¿Cómo funcionan los paneles fotovoltaicos?

Ahora que se ha arrojado luz sobre el efecto fotovoltaico, ¿cómo aplicamos este principio a los paneles? Sencillamente constituyendo varias capas de silicio: en la expuesta a la luz se le añade fósforo, que contiene más electrones que el silicio. La capa inferior está dopada con boro, que contiene menos electrones que el silicio. Obtenemos entonces una especie de batería con un terminal negativo y un terminal positivo. Un hilo conductor para conectar los dos, y listo: ¡tan pronto como el sol golpea los paneles, los electrones circulan y alimentan el circuito eléctrico!