Fotovoltaica.

Quizás el hombre en las últimas décadas (y de alguna otra forma en el último siglo) lo que ha estado buscando es transformar la energía más valiosa de las que existen en la tierra, la energía más extendida y omnipresente; en la energía que podemos transformar en todos los otros tipos que conocemos; se trata de transformar la energía solar en energía eléctrica, y de ahí en energía rotativa, cinética, electromagnética, calorífica, luminosa... o cualquiera que queramos.
Desde que se descubrió el efecto fotoeléctrico lo único en lo que se han centrado los científicos es en conseguir los mejores rendimientos en la transformación de la energía solar por éste método, no han buscado otras formas de hacer lo mismo, pero es que a lo peor no hay ninguno más.



La transformación susodicha se basa en la consideración de la energía luminosa como cuantos de energía llamados fotones y en la teoría cuántica de Max Planck.
El efecto fotoeléctrico ocurre cuando un material en concreto es irradiado con energía luminosa y genera corriente eléctrica. En un diodo luminoso o Led como el de la fotografía ocurren los dos efectos tanto el de crear luz con electricidad como el de crear electricidad con la luz.
Durante muchos años se ha buscado la mejor forma de generar corriente eléctrica a partir del efecto fotoeléctrico buscando materiales con estas propiedades. Parece ser que el silicio convenientemente modificado es el mejor candidato para esto. Cuando digo convenientemente modificado hablo de lo que se conoce como el dopado del silicio. Se ha descubierto que construyendo diodos semiconductores de silicio los rendimientos ascienden por encima del 30%, y.. ¿Cómo se hace esto?, Bien: Un diodo está formado, como su nombre indica por dos partes. Una parte positiva y la otra negativa en la positiva el material se encuentra falto de electrones y a la negativa le sobran. Cuando estas dos partes se unen forman lo que se llama diodo semiconductor. Las características principales de éste elemento son que la corriente eléctrica sólo puede circular hacia un sentido, por eso se llama semiconductor. Otra es que a medida que aumenta la temperatura y a diferencia de los materiales conductores el rendimiento aumenta. La última es que también produce efecto fotoeléctrico.


El silicio por sí solo no tiene ni electrones de más ni de menos, tiene cuatro electrones en la última capa y ya está, entonces... ¿Cómo se llega a tener un silicio positivo y otro negativo? Pues a través del dopado. El dopado consiste en introducir otros materiales contaminantes en menor cantidad o impurezas en un material madre como es en este caso el silicio. Así si introducimos fósforo en el silicio conseguiremos tener un electrón de más cada vez, puesto que el fósforo tiene cinco electrones en la última capa y obtendremos silicio negativo, por contra si introducimos aluminio tendremos un electrón de menos o hueco ya que el aluminio tiene tres electrones en la última capa.

Éste proceso podríamos compararlo con una mesa de billar americano. Las bolas de billar (incluida la negra) serían los electrones del silicio y los electrones sobrantes de los materiales dopantes; el tapete verde sería la línea que une el silicio positivo con el negativo; a través de los agujeros iríamos a parar a la corriente eléctrica y unos guisantes representan los fotones de la luz. Pues bien el efecto fotoeléctrico es como si cogiésemos guisantes y los hiciésemos chocar contra las bolas de billar para intentar que se desplazaran hasta el agujero o hueco más cercano e incorporarse así a la corriente eléctrica.
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