Cèl·lules fotovoltaiques, també conegudes com a cèl·lules solars, s'han convertit en un actor clau en el sector de les energies renovables.Aquests dispositius han revolucionat la manera com utilitzem l'energia solar per generar electricitat.En aquest article, ens endinsarem en el fascinant món decèl·lules fotovoltaiquesi explorar com generen electricitat.
Al cor d'una cèl·lula fotovoltaica hi ha un material semiconductor, generalment fet de silici.Quan els fotons de la llum solar impacten a la superfície d'una cèl·lula, exciten electrons del material, fent-los separar dels àtoms.Aquest procés s'anomena efecte fotovoltaic.
Per aprofitar aquests electrons alliberats, les bateries es construeixen en capes amb diferents propietats.La capa superior està feta de materials dissenyats específicament per absorbir la llum solar.A sota d'aquesta capa hi ha la capa activa, que es compon de material semiconductor.La capa inferior, anomenada capa de contacte posterior, ajuda a recollir electrons i transferir-los fora de la cèl·lula.
Quan la llum solar penetra a la capa superior de la cèl·lula, excita electrons en els àtoms del material semiconductor.Aquests electrons excitats són capaços de moure's lliurement dins del material.Tanmateix, per generar electricitat, els electrons necessiten fluir en una direcció específica.
Aquí és on entra en joc el camp elèctric dins de la cèl·lula.El material semiconductor de la capa activa es dopa amb impureses per crear un desequilibri electrònic.Això crea una càrrega positiva a un costat de la bateria i una càrrega negativa a l'altre.El límit entre aquestes dues regions s'anomena unió pn.
Quan un electró és excitat per un fotó i es separa del seu àtom, és atret pel costat carregat positivament de la cèl·lula.A mesura que es mou cap a la zona, deixa un "forat" carregat positivament al seu lloc.Aquest moviment d'electrons i forats crea un corrent elèctric dins de la bateria.
Tanmateix, en el seu estat lliure, els electrons no es poden utilitzar per alimentar dispositius externs.Per aprofitar la seva energia, es col·loquen contactes metàl·lics a les capes superior i inferior de les cèl·lules.Quan els conductors estan connectats a aquests contactes, els electrons circulen pel circuit, creant un corrent elèctric.
Una sola cèl·lula fotovoltaica produeix una quantitat relativament petita d'electricitat.Per tant, diverses cèl·lules estan connectades entre si per formar una unitat més gran anomenada panell solar o mòdul.Aquests panells es poden connectar en sèrie o en paral·lel per augmentar la sortida de tensió i corrent, depenent dels requisits del sistema.
Un cop generada l'electricitat, es pot utilitzar per alimentar diversos dispositius i aparells.En un sistema connectat a la xarxa, l'excés d'electricitat generada per plaques solars es pot retornar a la xarxa, compensant la necessitat de generació de combustibles fòssils.En sistemes autònoms, com els que s'utilitzen en zones remotes, l'electricitat generada es pot emmagatzemar en bateries per a un ús posterior.
Cèl·lules fotovoltaiquesproporcionar una solució verda, sostenible i renovable a les nostres necessitats energètiques.Tenen el potencial de reduir significativament la nostra dependència dels combustibles fòssils i mitigar l'impacte ambiental de la generació d'electricitat.A mesura que la tecnologia segueixi avançant, podem veurecèl·lules fotovoltaiquesser més eficients i més barats, fent-los part integral del nostre panorama energètic futur.
Hora de publicació: 27-nov-2023