Células fotovoltaicas, também conhecidas como células solares, tornaram-se um interveniente fundamental no setor das energias renováveis.Esses dispositivos revolucionaram a forma como usamos a energia solar para gerar eletricidade.Neste artigo, mergulharemos no fascinante mundo dacélulas fotovoltaicase explorar como eles geram eletricidade.
No coração de uma célula fotovoltaica está um material semicondutor, geralmente feito de silício.Quando os fótons da luz solar atingem a superfície de uma célula, eles excitam os elétrons do material, fazendo com que se separem dos átomos.Este processo é chamado de efeito fotovoltaico.
Para aproveitar esses elétrons liberados, as baterias são construídas em camadas com propriedades diferentes.A camada superior é feita de materiais projetados especificamente para absorver a luz solar.Abaixo desta camada está a camada ativa, que é composta de material semicondutor.A camada inferior, chamada camada de contato posterior, ajuda a coletar elétrons e transferi-los para fora da célula.
Quando a luz solar penetra na camada superior da célula, ela excita elétrons nos átomos do material semicondutor.Esses elétrons excitados são então capazes de se mover livremente dentro do material.Contudo, para gerar eletricidade, os elétrons precisam fluir em uma direção específica.
É aqui que o campo elétrico dentro da célula entra em ação.O material semicondutor na camada ativa é dopado com impurezas para criar um desequilíbrio eletrônico.Isso cria uma carga positiva em um lado da bateria e uma carga negativa no outro.A fronteira entre essas duas regiões é chamada de junção pn.
Quando um elétron é excitado por um fóton e se separa de seu átomo, ele é atraído para o lado carregado positivamente da célula.À medida que se move em direção à área, deixa um “buraco” carregado positivamente em seu lugar.Este movimento de elétrons e buracos cria uma corrente elétrica dentro da bateria.
No entanto, no seu estado livre, os elétrons não podem ser usados para alimentar dispositivos externos.Para aproveitar sua energia, contatos metálicos são colocados nas camadas superior e inferior das células.Quando os condutores são conectados a esses contatos, os elétrons fluem através do circuito, criando uma corrente elétrica.
Uma única célula fotovoltaica produz uma quantidade relativamente pequena de eletricidade.Portanto, várias células são conectadas entre si para formar uma unidade maior chamada painel ou módulo solar.Esses painéis podem ser conectados em série ou paralelo para aumentar a tensão e a corrente de saída, dependendo dos requisitos do sistema.
Uma vez gerada a eletricidade, ela pode ser usada para alimentar uma variedade de dispositivos e eletrodomésticos.Num sistema ligado à rede, o excesso de electricidade gerada pelos painéis solares pode ser reintroduzido na rede, compensando a necessidade de produção de combustíveis fósseis.Em sistemas autónomos, como os utilizados em áreas remotas, a eletricidade gerada pode ser armazenada em baterias para utilização posterior.
Células fotovoltaicasfornecer uma solução verde, sustentável e renovável para as nossas necessidades energéticas.Têm o potencial de reduzir significativamente a nossa dependência dos combustíveis fósseis e de mitigar o impacto ambiental da produção de electricidade.À medida que a tecnologia continua a avançar, poderemos vercélulas fotovoltaicastornar-se-ão mais eficientes e mais baratos, tornando-os parte integrante do nosso futuro panorama energético.
Horário da postagem: 27 de novembro de 2023