Como funciona a energia fotovoltaica
CÉLULA FOTOVOLTAICA
A obtenção de energia elétrica a partir do Sol é devida ao efeito fotovoltaico, por meio do qual a radiação solar é convertida diretamente em eletricidade.
O efeito fotovoltaico foi descoberto por Alexandre-Edmond Becquerel em 1839, que relatou suas observações da ação dos raios solares sobre soluções químicas, produzindo corrente elétrica.
A descoberta científica de Becquerel só começou a ser utilizada comercialmente após o desenvolvimento da célula fotovoltaica de silício, em 1954. A evolução das células fotovoltaicas se deu principalmente devido à aplicação na área espacial, como fonte de energia para os satélites artificiais.
O efeito fotovoltaico é observado quando surge tensão elétrica entre os terminais de um dispositivo, ao ser exposto à luz. Embora o efeito fotovoltaico esteja relacionado ao efeito fotoelétrico, os dois processos são diferentes. No efeito fotoelétrico os elétrons liberados, devido à incidência da radiação, podem saltar da superfície do material, se a radiação possuir energia suficiente para ceder aos elétrons e realizar tal trabalho.
No efeito fotovoltaico os elétrons liberados devido à incidência da radiação são movimentados, dentro do próprio material, entre bandas de energia diferentes (por exemplo, da banda de valência para banda de condução). Esses elétrons fotogerados (portadores negativos) são afastados dos seus locais de origem, dando lugar às chamadas lacunas (portadores positivos).
A separação entre elétrons e lacunas será mantida devido à presença da barreira de potencial (VB) existente no interior do dispositivo. Essa separação, entre os portadores positivos e negativos, dá origem à tensão elétrica existente entre os dois terminais do dispositivo.
A célula fotovoltaica constituída por uma junção de materiais semicondutores tipo P e tipo N (junção PN), de silício, fornece uma tensão em torno de 0,6 V. A corrente a ser fornecida dependerá da área da célula e da intensidade de radiação incidente (irradiância, W/m2).
A célula fotovoltaica algumas vezes é chamada inadequadamente de célula solar, fotocélula e outras denominações incorretas.