Qual è l'effetto fotovoltaico?

L'effetto fotovoltaico è il processo mediante il quale viene creata la corrente elettrica sotto forma di tensione quando le radiazioni elettromagnetiche sono esposte a un determinato materiale.Usando celle solari, l'effetto fotovoltaico si verifica quando lunghezze d'onda molto brevi della luce solare influiscono sulla materia e gli elettroni si eccitano.La radiazione elettromagnetica viene emessa dal pannello solare e raccolta da un altro materiale.Questa espulsione degli elettroni provoca l'accumulo di tensione creando energia che può essere immagazzinata in una cella della batteria per un uso successivo.Vengono utilizzati due elettrodi per raccogliere la tensione, che può essere trasferita nella griglia di alimentazione.

Diversi tipi di radiazioni elettromagnetiche causano diversi livelli di esposizione nelle celle solari a seguito della frequenza.La luce visibile crea l'effetto fotovoltaico quando influisce sui metalli alcali, la luce ultravioletta lo crea in altri metalli, con una luce ultravioletta estrema che viene utilizzata per i non metalli.Questo concetto fu osservato per la prima volta nel 1902 da Philipp Eduard Anton von Lenard quando scoprì che diversi colori di luce, noti anche come frequenza, emettono diversi livelli di elettroni.In precedenza, la teoria delle onde della luce da parte di James Clerk Maxwell affermava che l'intensità delle radiazioni avrebbe creato energia elettronica proporzionale.Questa nuova teoria ha spiegato che i fotoni erano responsabili della creazione dell'espulsione degli elettroni e hanno funzionato come singole particelle piuttosto che onde costanti.

Fisico A.E. Becherel ha riconosciuto il concetto dell'effetto fotovoltaico della luce solare nel 1839, ma la sua comprensione era limitata.Nel 1883, Charles Fritts costruì la prima cella solare, usando un semiconduttore di selenio rivestito in un sottile strato d'oro.Questo primo uso di una cella solare era solo all'uno per cento efficiente.Fu solo nel 1954 che Bell Laboratories sviluppò un modo pratico per sfruttare l'energia solare.

Il modo in cui l'effetto fotovoltaico viene sfruttato usando celle solari è molto semplice.In sostanza, i fotoni dalla luce solare influiscono sul pannello solare e vengono assorbiti dal materiale.Gli elettroni caricati negativamente all'interno del materiale vengono abbattuti dagli atomi, che quindi producono elettricità.Questa situazione è controllata consentendo agli elettroni di muoversi in una sola direzione nel pannello, causando un'azione inversa in cui le particelle caricate positivamente fluiscono nella direzione opposta.Con entrambe queste azioni che si verificano, una corrente continua di elettricità può essere sfruttata dalla reazione elettromagnetica.

L'effetto fotovoltaico è essenziale per una serie di processi nella vita moderna.Oltre alla creazione di energia per scopi generali, le celle solari sono essenziali per i veicoli spaziali utilizzati dalla NASA e da altre agenzie spaziali.Inoltre, i principi della tecnologia sono utilizzati nelle fotocamere digitali sotto forma di dispositivi accoppiati a carica e elettroscopi che identificano l'elettricità statica.