Entenda Como Funciona o Painel Solar

       Os Painéis Solares absorvem a energia proveniente do sol e realizam a conversão em energia elétrica através do efeito fotovoltaico. Um módulo fotovoltaico (PV) é um conjunto de células solares conectadas  que constituem o arranjo fotovoltaico, que gera e fornece energia elétrica em aplicações comerciais e residenciais.

Como Funciona o Painel Solar ?

       Primeiramente precisamos entender um pouco sobre a parte construtiva de um painel solar. Um painel solar é constituído por células solares que possuem camadas de um material semicondutor  encontrado na natureza e em abundancia no Brasil conhecido como silício. O silício em seu estado sólido é sempre ligado a quatro outros átomos de silício formando uma rede cristalina e não possui capacidade de geração de energia elétrica pois todos os seus elétrons estão em equilíbrio, para modificar essa característica é necessário misturar o silício com os outros elementos que podem ser o boro e o arsênio para possibilitar a liberação de elétrons, esse processo é chamado de Dopagem do Silício. Quando misturamos o silício com o elemento boro o semicondutor passa a ser chamado de silício do tipo p, agora quando misturamos com o elemento arsênio chamamos de semicondutor do tipo n.

       A Dopagem do silício com os elementos boro e arsênio é realizada de maneira proporcional e uniforme de acordo com a quantidade de cristais de silício.

Silício do tipo p

       O boro possui apenas três elétrons ligados a átomos vizinhos, quando adicionado em proporções uniformes a rede cristalina de silício passa a ter um "espaço" vazio que é chamado de lacuna que possui comportamento de uma carga positiva, que quando exposta a uma diferença de potencial tende a atrair um elétron livre, e por isso recebe o nome de silício do tipo p.

Dopagem do silício com o elemento Boro (B).

Silício do tipo n 

       Diferente do boro, o arsênio possui cinco ligações de elétrons com átomos vizinhos e quando adicionado a rede cristalina que possui apenas ligações de quatro elétrons resulta na sobra de um elétron, que é chamado de elétron livre. O elétron livre admite carga negativa e devido a isso tende a ser atraído pelo "espaço" chamado de lacuna que assume carga positiva, a dopagem do silício com o arsênio é chamado de silício do tipo n.

Dopagem do silício com o elemento Arsênio (As).

Como ocorre o efeito fotovoltaico ?

       A conversão da energia solar em energia elétrica se da por esse efeito que depende da insolação solar para ocorrer, o fóton que é uma partícula elementar transportada pela onda eletromagnética do sol é o que da energia para movimentar elétrons livres nas camadas de semicondutores localizada em painéis solares que resultam em um fluxo de elétrons.  

       O painel solar possui duas camadas de silícios: O silício do tipo p e o silício do tipo n, que formam a junção p-n ou área de junção. Quando os fótons incidem sobre um painel solar eles tendem a interagir com a junção do tipo p-n dando energia suficiente para liberar os elétrons da camada do tipo p que estão sem ligações, esses elétrons são atraídos pelos espaços livres ou lacunas para a camada do tipo n, para ordenar o fluxo de elétrons livres são adicionados condutores nas extremidade que possibilitam a criações de caminhos por onde esses elétrons irão passar, sendo possível ascender uma lampada por exemplo conforme mostra no vídeo explicativo abaixo.   

       

Veja também: O que é Energia solar?

Fontes: mrsolar, uol.