O que são células fotovoltaicas?
As células fotovoltaicas são dispositivos que produzem eletricidade diretamente da luz solar. Muitas células fotovoltaicas juntas formam um painel solar ou painel solar. Essas células convertem a luz em eletricidade, aproveitando a energia criada quando os fótons da luz solar levam os elétrons a um estado de energia mais alto, dentro da própria célula. As células fotovoltaicas são compostas de materiais em camadas que incluem dois tipos de silício, um revestimento anti-reflexo e uma tampa de vidro. A tecnologia usada para produzir painéis solares continua avançando e pode um dia fornecer energia essencialmente gratuita para abastecer residências e empresas.
Uma das partes mais importantes de uma célula fotovoltaica é o material usado como semicondutor. O silício é o semicondutor mais usado, mas outras opções estão disponíveis para determinadas aplicações, que podem ser mais baratas que o silício. Quando a luz atinge o semicondutor, uma porção da energia da luz é absorvida, causando a liberação de elétrons. A corrente elétrica resultante é o que pode ser usado como eletricidade e é coletada pelas grades de contato de metal na parte superior e inferior das células solares.
O silício por si só não é um bom condutor de eletricidade. Para ser usado em uma célula solar, o silício deve ser modificado ou "dopado" com outros elementos. Fósforo e boro são os elementos de escolha para esse fim. Uma camada de silício dopado com fósforo pode tirar vantagem do fato de que o último elemento possui apenas um elétron em sua camada externa de elétrons. Este é o elétron que pode ser eliminado pela energia luminosa.
Na outra camada, os átomos de boro possuem apenas três elétrons em sua camada externa, em vez de quatro, que o silício possui. Isso cria um ponto para os elétrons extras, e esse movimento de elétrons é o que faz a corrente elétrica. As duas camadas de silício também têm cargas opostas, que é o que fornece a tensão.
Os cristais de silício são um material naturalmente refletivo. Quando são usados em células fotovoltaicas, eles devem ter um revestimento anti-reflexo colocado sobre elas, caso contrário, a maior parte da energia solar que chega ao painel será refletida sem produzir eletricidade. O revestimento anti-reflexo é o maior fator que afeta a eficiência de um painel solar adequadamente construído. No entanto, mesmo com este revestimento, apenas uma quantidade relativamente pequena de luz pode ser usada para produzir eletricidade. À medida que a tecnologia avança, as células fotovoltaicas provavelmente aumentarão em eficiência, tornando-as mais práticas para o uso residencial e industrial diário.