Como uma célula fotovoltaica converte energia solar em energia elétrica?

Question

Células fotoeléctricas são dispositivos capazes de transformar a energia luminosa, proveniente do Sol ou de outra fonte de luz, em energia elétrica. Uma célula fotoeléctrica pode funcionar como geradora de energia elétrica a partir da luz, ou como um sensor capaz de medir a intensidade luminosa. Células geradoras de energia são chamadas também de "células solares", por se aproveitarem principalmente da luz solar para gerar energia elétrica.O termo "célula fotoelétrica" também é usado para componentes eletrônicos capazes de medir a intensidade luminosa, traduzindo-a em uma corrente elétrica proporcional.

Em outras palavras MINHA PERGUNTA É: qual o mecanismo químico que possibilita isso?

Answer 1

BOA, É ASSIM:

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite.

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.


O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade. Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

No Brasil já é usado, em uma escala significativa, o coletor solar que utiliza a energia solar para aquecer a água e não para gerar energia elétrica.

Answer 2

Primeiramente deve se saber do que são feitos os painéis fotovoltaicos.
Eles são feitos basicamente de silício (o 2° elemento mais abundante na natureza), na verdade de dois tipos de silício.
O silício tipo N e o silício tipo P, para obter esses silícios deve se adicionar a silício puro uma certa quantidade de potássio em um e no outro uma certa quantidade de fosforo. Esse processo é chamado de dopagem química, ou seja, tornar uma substância pura em uma substância impura pela adição de uma outra sunstância .
O silício não é encontrado puro na natureza, ou seja, ele não é encontrado em sua forma nativa, mas sim na forma de dióxido de silício ( SiO2), que são os grão de quartzo que formam a areia, por isso o vidro apresenta a maior parte de dioxido de silício e outras partes de outras substâncias como o alumínio e o carbonato de potássio.
O dióxido de silício também entra na conosição das células fotovoltaicas.
As células fotovoltaicas são formadas de camadas.
Primeiramente vem a cmada superior de silíco tipo P que é finíssima afim de possibilitar a passagem da luz solar.
Depois vem a camada de Dióxido de silício ,que é transpartente (pode ser verificado pregando um apedaço de quartzo), issa também possibilita a passagem de luz.
Finalmente a camada de silício tipo N que é bombardeada pelos raios solares.
Quando os raios de sol bombardeia o silício tipo N dele saltam elétron que passam pela camada de dióxido de silício e são absorvidos pelo silíco tipo P. Logo o silício tipo N por perder elétrons fica positivo e o P por recebelos fica negativo. Assim há uma diferença de potencial elétrico entre as duas camadas de silício formando uma espécie de "pilha".
Essa diferença de potencial elétrico pode servir para carregar uma bateria que poderá abastecer elétricamente um circuito.
Os principais raios que geram interagem com a célula formando uma tensão mais internsa são os raios ultravioletas, pois devido a sua frequência carregam uma quantidade bem maior de energia do que as outras. Se você se entereça por esse assunto procure por EFEITO FOTOELÉTRICO de Einstein, ou por EFEITO FOTOELÉTRICO de Borh.
Além do silício usam outras subtâncias e outras técnicas

EXPERIÊNCIA:

materiais:
- um voltimetro (multimetro)
- um copo transparente ou béquer.
- duas placas metálicas
- água salobre
- um espelho pequeno

Coloque no copo água salobre e megulhe as duas placas de modo que fique uma atrás da outra. Lique as pontas de provas do voltímetro nas placas e com o espelho desvie a luz do sol para uma placa, afim de que a outra não receba estes raios.
Ocorreu alguma mudando no voltimetro em questão de voltagem?

Answer 3

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite.

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.


O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade. Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

No Brasil já é usado, em uma escala significativa, o coletor solar que utiliza a energia solar para aquecer a água e não para gerar energia elétrica.

Answer 4

é "mecanismo atômico".um foton desloca um elétron de um átomo,que é atraido por outro e assim em sucessão,este deslocamento é chamado corrente elétrica.