Efecto Fotovoltaico

Los módulos fotovoltaicos funcionan gracias a un fenómeno llamado efecto fotovoltaico. Las células solares se fabrican con semiconductores. Los semiconductores son elementos sólidos que tienen una conductividad eléctrica inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un aislante, el semiconductor más utilizado es el silicio, los átomos de silicio tienen su orbital externo incompleto con solo cuatro electrones, denominados electrones de valencia, estos átomos forman una red cristalina en la que cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia, con los cuatro átomos vecinos formando enlaces covalentes. Cualquier aporte de energía como una elevación de la temperatura por la iluminación del semiconductor provoca que algunos electrones de valencia, absorban suficiente energía para librarse del enlace covalente y moverse a través de la red cristalina convirtiéndose en electrones libres, cuando un electrón libre abandona el átomo de un cristal de silicio deja en la red cristalina, una vacante, que con respecto a los electrones circundantes tiene efectos similares a los que provocaría una carga positiva. A las vacantes así producidas se les llama huecos con carga positiva, la energía mínima necesaria para romper un enlace y generar electrón hueco es una cantidad constante característica del material semiconductor que se denomina energía de enlace, para el silicio la energía necesaria para generar un par electrón hueco es de 1.12 electronvoltio. La luz solar está formada por protones que se pueden definir como partículas sin masa con una determinada cantidad de energía, cuando un fotón incide sobre un semiconductor si tiene suficiente energía genera un par electrónico, si su energía es inferior al energía de enlace del material lo atravesará sin producir ningún efecto los electrones y huecos que se generan al iluminar un semiconductor se mueven por su interior aleatoriamente cada vez que un electrón encuentra un hueco, lo ocupa y libera la energía adquirida previamente en forma de calor. Esto se le llama recombinación de un par electrón hueco, este proceso no tiene utilidad, si no se consigue separar los electrones y los huecos de manera que se agrupen en zonas para formar un campo eléctrico de forma que el semiconductor se comporte como un generador eléctrico sí de alguna forma se consigue mantener está separación y se mantiene constante la iluminación aparece una diferencia de potencial está conversión de luz en diferencia de potencial reciben el nombre de  efecto fotovoltaico. 

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