Efeito fotovoltaico

10.2.3 O Efeito Fotovoltaico
O efeito fotelétrico, fotoelétrico ou, ainda, fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, físico francês, em 1839, consiste no surgimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz incidente. A célula fotelétrica, ou fotovoltaica, é a unidade fundamental do processo de conversão. Em 1954, nos laboratórios Bell, foi produzida a primeira célula solar de silício, que rapidamente atraiu o interesse do programa espacial norte-americano, devido à sua vantajosa relação entre potência e unidade de peso. Com o aperfeiçoamento nas aplicações espaciais, a tecnologia fotovoltaica espalhou-se para as aplicações terrestres (PATEL apud SHAYANI, 2006).
Apresenta-se, a seguir, um breve relato, feito por Severino (2008), que, recordando alguns aspectos relativos à constituição da matéria, permite o entendimento do modo de operação de uma célula fotovoltaica.
Os elementos químicos possuem prótons e nêutrons concentrados no núcleo do átomo e elétrons que permanecem em órbitas de diferentes níveis de energia ao redor do núcleo: a permanência nas órbitas mais internas, mais próximas do núcleo, exige menos energia dos elétrons que a permanência nas órbitas mais externas.
Cada átomo do elemento silício, cujo número atômico é 14, possui 14 elétrons distribuídos em três órbitas ao redor do seu núcleo, sendo dois elétrons na órbita mais interna, oito elétrons na órbita intermediária e quatro elétrons na órbita mais externa. Os elétrons da órbita mais externa do átomo interagem com os átomos vizinhos, formando estruturas sólidas. Cada átomo faz uma ligação covalente com cada um de outros quatro átomos vizinhos, permitindo que os quatro átomos passem a ter suas órbitas externas completas, com oito elétrons cada, formando uma estrutura cristalina.
Cada uma dessas ligações covalentes entre os elétrons de diferentes átomos pode ser quebrada se um dos elétrons receber energia externa