Células fotovoltaicas e solares

A tecnologia solar fotovoltaica converte luz em eletricidade no nível atômico. O efeito fotoelétrico faz com que certos materiais semicondutores absorvam partículas de luz solar ou fótons e liberem elétrons. Uma célula fotovoltaica produz eletricidade a partir da luz visível; uma célula solar absorve todo espectro de frequências de luz solar, não apenas a luz visível, e converte a radiação solar em energia útil. Como uma fonte segura, sustentável e eficiente de energia, os sistemas de células fotovoltaicas e solares são usados para geração de energia em rede ou isolada em muitos tipos de dispositivos, desde veículos elétricos (VEs) e telhados solares até sistemas de bombeamento de água e dessalinização.  

As células fotovoltaicas utilizam materiais semicondutores em camadas como uma junção P-N para converter energia luminosa na forma de fótons em corrente elétrica na forma de elétrons. A junção P-N é uma interface entre um semicondutor do tipo P (material receptor de elétrons) e um semicondutor do tipo N (material doador de elétrons). Quando o fóton é absorvido pelo semicondutor do tipo N, um elétron é desalojado, gerando um par de elétron livre e buraco sem elétron. O elétron carregado negativamente é atraído pelo material do tipo P, e o orifício carregado positivamente é atraído pelo material do tipo N. Se um circuito completo estiver conectado aos eletrodos, o elétron livre se deslocará através do circuito, criando corrente elétrica e tensão, até que ele se recombine com um buraco sem elétron novamente no material do tipo P.