Funcionamento do painel Solar: Transformando luz em eletricidade

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“Como funciona o painel Solar fotovoltaico, que transforma a luz do Sol em eletricidade?”

Funciona através de um fenômeno chamado “Efeito Fotovoltaico”, descoberto em 1839 pelo físico francês Alexandre Becquerel.

Para existir eletricidade, é preciso haver corrente elétrica fluindo por um material que seja capaz de conduzi-la, como materiais metálicos por exemplo. Uma corrente elétrica é o fluxo de partículas dos átomos que possuem cargas elétricas, os famosos elétrons!

Qualquer material pode ser classificado quanto à sua capacidade de conduzir corrente elétrica:

Materiais Condutores: Possuem grande facilidade de condução.

– Materiais Semicondutores: Possuem capacidade razoável de condução.

– Materiais Isolantes: Possuem baixa capacidade de condução.

“E o que determina a facilidade de condução de corrente elétrica de um material?”

Os elétrons em um determinado material são agrupados de acordo com o seu nível de energia. A figura a seguir ilustra dois níveis de energia, em azul é o nível que se chama camada de valência e em vermelho é a camada de condução. O que gera a movimentação dos elétrons é a passagem da camada de valência para a camada de condução, onde os elétrons podem ser movidos livremente.

Cada tipo de material precisa de uma quantidade específica de energia para transportar os elétrons da camada de valência para a camada de condução. Percebe-se que as camadas são vizinhas nos materiais condutores, e bem afastadas nos materiais isolantes.

É possível variar a capacidade dos semicondutores de transportar elétrons ao introduzir impurezas no material original.

Algumas impurezas fazem com que seja criado um material com átomos cheios de elétrons na camada de valência, esse é chamado de semicondutor tipo N.

Outras impurezas fazem com que seja criado um material com átomos quase sem elétrons na camada de valência, cheio de espaços vazios (cargas positivas), esse é chamado de semicondutor tipo P.

Ao unir dois materiais, um semicondutor N e um semicondutor P, na fronteira entre eles têm-se o que é chamado de junção P-N (região onde circulam os elétrons, estabelecendo cargas positivas e negativas) conforme a figura abaixo.

A luz Solar é formada por partículas chamadas de fótons. Ao expor uma junção P-N à radiação solar, a junção é atingida pelos fótons, que possui energia suficiente para soltar um elétron do semicondutor N, resultando em um espaço vazio, o que causa movimentação desses elétrons, ou seja, cria-se uma corrente elétrica!

Por :
Caio Mateus Rolim – Consultor InVolt

https://www.northsun.com.br

Fonte das imagens:

Imagem banda de valência e condução: licenciandoemquimica.blogspot.br

Junção PN: electronica-pt.com