Qué es el efecto fotovoltaico y cómo se produce

Compromiso con el planeta

La gran mayoría de placas solares funcionan gracias al efecto fotovoltaico (el resto son placas termosolares). Este descubrimiento es el que está permitiendo la transición hacia una energía limpia procedente del sol y, por eso, te explicamos todo lo que debes saber sobre él.

Como verás, el efecto fotovoltaico es más antiguo de lo que parece y tiene algunas curiosidades fascinantes, que te contamos de una manera muy sencilla de entender.

¿Qué es el efecto fotovoltaico?

Es un fenómeno de naturaleza química y física por el cual se genera electricidad cuando ciertos materiales se exponen a la luz solar.

¿Cómo funciona el efecto fotovoltaico?

Explicado de una manera muy simple, funciona así: cuando la luz solar entra en contacto con un material capaz de producir el efecto fotovoltaico, los fotones de la luz son capaces de excitar a los electrones libres del material, creando así una corriente eléctrica.

El efecto fotovoltaico y el efecto fotoeléctrico son prácticamente lo mismo, pero en el primero, los electrones se mantienen en el material y se redirigen, mientras que en el segundo afloran y se liberan.

Con una combinación de materiales y semiconductores adecuados, que producen ese efecto cuando se exponen a la luz solar, se construyen las actuales placas solares. Cada vez se avanza más en la ciencia de materiales, optimizando el efecto fotovoltaico y consiguiendo un mayor rendimiento. 

Sin embargo, he aquí algo muy curioso, este efecto es mucho más antiguo de lo que parece y, de hecho, se descubrió hace ya casi 200 años.

¿Quién descubrió el efecto fotovoltaico y cuándo lo hizo?

Henri Becquerel fue un físico francés que, nada menos que en 1839, descubrió que unos electrodos de plata y platino, en una solución ácida, producían pequeñas cantidades de electricidad cuando se exponían a la luz.

Él fue el descubridor del efecto fotovoltaico.

¿Cuándo se construyó la primera placa solar?

La historia de la primera placa solar también es muy antigua y curiosa. 

En 1883, el inventor americano Charles Fitts aprovechó los descubrimientos de la fotoconductividad del selenio del ingeniero británico Willoughby Smith. Así que fabricó la primera placa con este material. Fitts esperaba que su panel de selenio pudiera competir con las plantas de generación de electricidad basadas en carbón, que Thomas Edison había popularizado.

Sin embargo, esas placas de selenio tenían una eficiencia inferior al 1% y, por tanto, no servían en la práctica.

Fue en 1940 cuando, investigando semiconductores, Russell Shoemaker Ohl, de los Laboratorios Bell (del famoso Alexander Graham Bell), descubrió algo muy curioso del silicio, el material con el que hoy se siguen fabricando las placas solares. 

Una de las muestras con las que trabajaba tenía una grieta en el centro. Rusell se dio cuenta de que en esta muestra en particular, la corriente fluía a través de ella cuando se exponía a la luz. Esta grieta, que probablemente se había formado por error al fabricar la muestra, marcaba en realidad el límite entre regiones que contenían diferentes niveles de impurezas, de modo que un lado estaba dopado positivamente y el otro negativamente. 

Dopar es el término técnico que se usa para describir la introducción de impurezas en un semiconductor con el objetivo de modificar su comportamiento.

Ohl había creado, sin darse cuenta, lo que se llama una unión p-n, la base de una célula solar. A partir de ahí, aún se tardarían otros 13 años en fabricar la primera placa solar que aprovechaba de manera útil el efecto fotovoltaico.

Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson estaban investigando en esos mismos laboratorios soluciones a diferentes problemas y, entre los tres, tras comprobar Pearson que el silicio producía bastante energía eléctrica, pusieron las bases de la primera placa solar.

Un año después, el 25 de abril de 1954, Laboratorios Bell presentó la primera placa fotovoltaica útil, que dio energía a una noria y a una radio alimentadas por energía solar. 

Aunque aquello fue una curiosidad, y aún se tardarían años en apostar por esta energía limpia, es la base de nuestro esfuerzo actual, donde las placas no dejan de innovar aprovechando ese efecto fotovoltaico tan antiguo.

Algunas curiosidades sobre el efecto fotovoltaico

He aquí otros detalles fascinantes del efecto fotovoltaico.

En 1905, Albert Einstein describió la naturaleza de la luz y del efecto fotoeléctrico, en el que se basa la tecnología fotovoltaica. Eso le acabaría dando el Premio Nobel de Física.

Las primeras aplicaciones realmente prácticas del efecto fotovoltaico vendrían en los años 60. Por entonces, las placas no eran ni tan eficientes, ni tan pequeñas ni tan asequibles como hoy, así que quedaron para uso exclusivo de la industria aeroespacial, alimentando satélites y dispositivos puestos en el espacio.

Sería en los años 70, a raíz de la crisis energética producida por el petróleo, cuando el interés por la energía solar se renueva, bajándola desde las estrellas hasta nuestros hogares.

Hoy día, ha evolucionado mucho y la producción de energía limpia a partir del sol ya está al alcance de todos, gracias a un efecto fotovoltaico descubierto hace casi dos siglos.

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