Tema: efecto fotoelectrico o fotovoltaico

Hola buenas!!
Alguien me puede explicar la diferencia entre efecto fotoelectrico y efecto fotovoltaico.
Gracias

Uys! Qué teóricos nos hemos levantado esta semana!

El efecto fotovoltaico es la conversión directa de luz en en electricidad desde un nivel atómico. Es decir, convertir en electricidad los fotones que inciden sobre átomos de silicio (por ejemplo).

El efecto fotoeléctrico es la transformación de la luz en carga eléctrica desde un nivel atómico. Es decir, cargar partículas de materia gracias a la luz incidente en esas partículas.

Es decir, la transformación es la misma. Sólo que en el efecto fotovoltaico se "recolectan" las cargas generadas para generar una corriente eléctrica.

Traducción: El efecto fotoeléctrico es parte del efecto fotovoltaico. Todo depende de la aplicación que le vayas a dar a la carga generada por la irradiación incidente.

Hola dramos , en primer lugar gracias por contestarme y enriquezer este espacio.
Soy un estudiante de ingenieria y la verdad que si me levantado bastante teórico, pero no me queda otra pues dentro de una semana e de explicar el efecto fotovoltaico delante de mi clase.
Entiendo que el efecto fotovoltaico sea una aplicación del efecto fotoelectrico, pero me quedan muchas preguntas en el aire pues en muchas fuentes de internet apenas lo diferencian y creo que el efecto fotoelectrico tiene otras aplicaciones que no son la de generar electricidad.

Entonces, el efecto fotovoltaico, es el sistema de produccion de electricidad generado por la radiación del sol incidiendo en un semiconductor (normalmente silicio).

Pero para ello se modifica la celula de silicio con fosforo y boro para conseguir esa corriente, pero mi pregunta esta:

es posible conseguir una corriente electrica sin modificar la estructura atómica del silicio? este proceso esta claro que acelera pero es imprescindible?

como se comportan las particulas a escala atómica desde que comienza a incidir el sol hasta que llega a su punto mas alto donde la tensión generada es relativamente constante (si la intensidad solar sería mas o menos constante durante un periodo de tiempo) ??

que otras aplicaciones tiene el efecto fotoelectrico?
es verdad que se utiliza en radares de velocidad??

Gracias y un saludo

Uys! veo que me lías y he de seguir trabajando. Pero te daré unas indicaciones rápidas.

- El silicio no hace falta que esté dopado (palabra técnica) con cargas positivas ni negativas para generar cargas (disgregación de par electrón-hueco) a partir de la irradiación de fotones (efecto fotoeléctrico).
- Si no se desalojasen esas cargas, dicha energía absorbida podría liberarse como energía térmica (recombinación par electrón-hueco).
- si se desalojasen esas cargas con una densidad de corriente distinta a cero (se induce por una diferencia de potencial como una batería), se produciría el efecto fotovoltaico.
- Para inducir el efecto fotovoltaico es imprescindible fabricar un DIODO.
- El dopaje con boro y fósforo se utiliza para crear canales por donde encauzar e inducir corrientes a partir de excitación eléctrica externa sobre las zonas dopadas(como una batería o fuente de tensión). Para entender mejor esto ultimo, busca información sobre diodos, mosfet y transistores BJT a partir de su proceso de fabricación y cómo funcionan estos.
- El bajo rendimiento del efecto fotovoltaico en el silicio se explica porque no todo fotón genera una carga eléctrica. Sólo aquellos fotones con energía suficiente podrán lograr la disgregación del par electrón-hueco, cuyo salto desperdicia mucha energía en el silicio al ser un salto indirecto (gráfica de potencial). Comparar con otros materiales como AsGa.
- Estudia los niveles de Fermi por encima para localizar toda esta información.

Hala! Toda la información la tienes en internet. Si después de darle duro tienes alguna duda se te puede echar una mano (al cuello, por supuesto) y se aclarararía lo que haga falta.

Una ayudita: http://tec.upc.es/esf/PRINCIPIO_FISICO_CELDAS.pdf

UFFF!!!
Creo que tengo que replantearme otra vez muchas cosas. La verdad que esta muy bien el documento que me has pasado, pero no entiendo bien algunas cosas.

Por ejemplo el semiconductor tipo-p y tipo-n son dos materiales diferentes.
Es posible hacer solo de un material y dopar las dos zonas colindantes con cargas opuestas.

Segun el documento , es necesario dopar el silicio para conseguir una corriente fotovoltaica utilizable, no??

Sabe alguien otras aplicaciones del efecto fotoelectrico???

Gracias otra vez y saludos.

Algo básico para entender la electrónica basada en el silicio tal y como la conocemos actualmente: la fabricación del transistor. Busca por internet porque es supersencillo. Cada paso es como te cuentan y punto. Dibuja el proceso en un papel porque se hará mucho más fácil entenderlo.

- Inicialmente se parte de una oblea de silicio intrínseco. Es decir, neutro. Sin carga ni positiva ni negativa.
- Para crear una zona p+ se pone una máscara sobre el silicio intrínseco. Esta máscara servirá para que al introducir la oblea en una cámara con gas Na+ sólo se dopen las zonas no cubiertas.
- Para crear una zona n- se hace lo mismo, pero el gas sería Cl- (por ejemplo).
- Para crear separaciones con materiales dieléctricos la atmósfera será de O2 puesto que el SiO2 tiene la propiedad de ser un material muy mal conductor.
- ¡Las máscaras son de quita y pon!
- Y con esos tres elementos se juega como un puzzle para crear cualquier dispositivo: CPUs, memorias, diodos, transistores...
- Una célula fotovoltaica es un diodo a fin de cuentas (ergo estudia cómo se fabrica un diodo desde la oblea).
- El efecto fotoeléctrico se utiliza también como aislamiento óptico de instrumental médico. Se pone un emisor y un receptor que pertenecen a dos circuitos totalmente independientes y así no se frie al paciente si hay un corto en la etapa de potencia. Ejemplo, electrocardiógrafo.

Ej: http://www.biyubi.com/ecg.pdf

muchas gracias dramos, creo que te devo una cena :-)

No en serio, me ha resultado de gran ayuda tu colaboración. Creo que he asimilado bastantes cosas, otras muchas se me habran quedado por comprender pero gracias por dedicarme un poco de tu tiempo.

La aplicación del efecto fotoeléctrico en la medicina no me ha quedado nada claro, pero no te preocupes, mas que nada quería buscar una aplicación como curiosidad, para comentarla...

en fin , un saludo muy grande y espero que coincidamos otro día por aqui.
gracias.

Iniciado por uribe86

es verdad que se utiliza en radares de velocidad??

Ein?

Los hay por Doppler, laser , por presión, de tramos..........

esto va para photon!!! (supuesto moderador)
Ein???

Por que no dices si o no, es una pregunta y creo que todo el mundo merece ser respetado. Yo no soy ningun experto ni en este tema ni en ningun otro, pero sueño con serlo, y me encanta aprender y estar junto a la gente que le gusta enseñar, por eso creo que este foro como otros son indispensable para seguir creciendo, educando y guiando a las nuevas generaciones.
No seas prepotente, egoista y envidioso, como somos la gran mayoria de humanos.

un saludo

Jajaja! Menuda forma de calentar el ambiente! Venga Uribe. Que Photón está todo el día ayudando y así lo lleva demostrando siempre. Lo de "Ein" no puede interpretarse en ningún caso como una falta de respeto. Y fíjate que después te cuenta los efectos y teorías en los que se basan los radares. Que estamos casi en Navidades!!!!

Y por cierto, no me voy a olvidar de la cena

Estoy con Dramos, ¡no creo que se para ponerse así hombre! ¿has pensado en que puede ser buen humor y no prepotencia?

buen humor???
Ami no me parece que eso sea humor es una broma (y no es lo mismo), ya se que es una chorrada , pero en las pequeñas cosas se diferencia la gente no.
Pido perdon al foro y a photon pero sigo pensando que cuesta lo mismo escribir un simple ola y adios, un simple comentario, comentar otras aplicaciones, que seguro que las sabe.

En fin , un saludo a todos

Ya te vale, Uribe86.

Si te das cuenta, tu solito te estas cargado el hilo que tanto te estaba ayudando.

Si no tienes sentido del humor, o no puedes aguantar una simple broma (como tu lo has llamado) ... mal vas.

Hola y adiós.

Por cierto, "ola" se escribe con hache, a no ser que te refieras a las olas del mar, etc. Y esto no es una broma.

Lo siento en el alma ,pero no te sulfures.Como diría Iñigo Montoya , " te has adelantado"


Mira.......

Ein? es igual a Comorrrrrrr? , Que me cuentas? Quería decir que es la primera vez que oigo esto respecto a radares. Y solo te perdonaré si me explicas como funcionan

Quien quiere otra Tilitaaaaaaaaaa


Firmado
El supuesto moderador.

Creo que el hilo que comenzó de forma técnica ha derivado en una serie de malentendidos que no son de recibo.

Uribe86, quizás no conozcas el buen humor de Photon, que considero muy agudo y en ninguna manera insultante. Desde luego no es un humor de las antípodas del Planeta que no sea fácilmente captable por los que aquí vivimos.

Finalmente digo esto no porque también sea moderador, no vaya que se vea algo de "corporativismo", sino porque de verdad lo creo y pienso que Photón tan solo quería ayudar con una entrada a su estilo humorístico muy equilibrada.

Si quieres recibir el máximo de ayuda de este foro, que estoy seguro que te la daremos, piensa dos veces antes de escribir.

Bueno aqui seguimos un dia mas, queriendo aprender más sobre la energía solar fotovoltaica.
Me llama la atención lo rapido que suben los comentarios cuando la polemica está de por medio.
Creo que el unico que ha sabido ser verdaderamente humano ha sido photon, arreglo el mal entendido y sonrio.

Cambiando de tema y adentrandonos en lo verdaderamente fascinante , econtre diferentes aplicaciones algunas bastante curiosas donde se utiliza el efecto fotoeléctrico:

Lo encontramos en camaras de fotos, en el dispositivo que gobierna los tiempos de exposición; en detectores de movimiento; en el alumbrado público; como regulador de la cantidad de toner en la máquinas copiadoras...

Las aplicaciones las encontramos, también, cuando asistimos a una función de cine ya que el audio que escuchamos es producido por señales eléctricas que son provocadas por los cambios de intensidad de la luz al pasar por la pista sonora que viene en la cinta cinematrográfica.

Pero es muy interesante que el efecto fotoeléctrico se aplica en los ¡alcoholímetros! en donde la reacción del alcohol con una sustancia de prueba provoca cambios de color los cuales son medidos por el dispositivo, la lectura nos permite entonces saber la concentración de alcohol en el individuo.


Un saludo a todos
Ser diferentes y no me guardeis rencor.

Ante la dude sobre los radares he recurrido al erudito Cachoperro, mirad lo que dice aquí, por si alguien tuvo mis mismas dudas:
http://personal.telefonica.terra.es/...s%20falsos.htm

Y volvemos al topic.

Hola a todos,

de forma simple:en el efecto fotoeléctrico, los electrones son arrancados de la banda de conducción de un metal, por supuesto sólo en el caso de que el fotón incidente tenga la energía correspondiente conforme al comportamiento mecano-cuántico; en el efecto fotovoltaico, los electrones son catapultados atravesando el "gap", desde la banda de valencia, hasta la banda de conducción, generándose así el par asimétrico electrón-hueco. Para ello, la estructura de bandas del sólido objeto de estudio, en ambos casos ha de diferir. Los semiconductores tienen "gap" (vacío de niveles energéticos), y en ellos se da el segundo efecto; los metales no tienen "gap" (niveles solapados), y nos encontramos el primer efecto.

Saludos.

P.D. Para todos: No me gustaría que me respondieran con un: eiiinnn?, porque me vería coartado para hacer preguntas en el foro, o lo que es peor, autorizado para hacer lo propio. Y por supuesto, he visto faltas de ortografía horribles en el foro, y no se me ha ocurrido decir ni "pío", porque yo también cometo errores, pero si abrimos la veda y salimos de caza, esto se desvirtúa y deja de ser lo que queremos que sea, un lugar donde cada uno en la medida de sus posibilidades, aporta sus experiencias, conocimientos, ignorancias, ¿por qué no?, para que el conocimiento avance y todos salgamos un poco más de la oscuridad en que nos querrían condenar algunos.
Adelante amigos, que estoy muy satisfecho de pertenecer a esta comunidad virtual, no me defraudéis.

Un abrazo para todos y feliz solsticio de invierno. (Cada uno se justifica las fiestas como quiere)

Sin ánimo de pretender ser el mayor experto del mundo, sino de aclarar un par de puntos que, desde mis limitados conocimientos, no son totalmente exactos y podían dar lugar a error (y luego en el examen de uribe se la liamos), puntualizo lo dicho anteriormente:

Iniciado por dramos

- El silicio no hace falta que esté dopado (palabra técnica) con cargas positivas ni negativas para generar cargas (disgregación de par electrón-hueco) a partir de la irradiación de fotones (efecto fotoeléctrico).

A ver, sin estar dopado se producen electrones y huecos al incidir fotones, como en cualquier semiconductor en el que el GAP sea de menor energía que los fotones incidentes. Para que sea posible aprovechar esa corriente, sí que hace falta que esté dopado, sino la densidad de pares electrón-hueco generados sería escasa y no se podría transportar a lo largo del material.

Iniciado por dramos

- El dopaje con boro y fósforo se utiliza para crear canales por donde encauzar e inducir corrientes a partir de excitación eléctrica externa sobre las zonas dopadas(como una batería o fuente de tensión). Para entender mejor esto ultimo, busca información sobre diodos, mosfet y transistores BJT a partir de su proceso de fabricación y cómo funcionan estos.

Todo lo dicho por dramos antes de este punto es correcto (lo de que hay que crear un diodo para producir el efecto fotovoltaico), pero aquí es donde difiere del resto de aplicaciones de semiconductores. En este caso lo que se pretende es extraer la corriente, no aplicar una corriente externa, por lo que no hay máscaras para crear partes con diferentes con distintos dopados. Sólamente se crea una unión p-n, una cara n (base) y una capa p (emisor) que es la expuesta a la radiación solar. Las metalizaciones para extraer la corriente sí que existen, pero no se crean por aplicación de máscaras.

Iniciado por dramos

- El bajo rendimiento del efecto fotovoltaico en el silicio se explica porque no todo fotón genera una carga eléctrica. Sólo aquellos fotones con energía suficiente podrán lograr la disgregación del par electrón-hueco, cuyo salto desperdicia mucha energía en el silicio al ser un salto indirecto (gráfica de potencial). Comparar con otros materiales como AsGa.

Hombre, el fotón ha de ser más energético que el GAP para crear el par y que éste no sea directo requiere más energía, pero hay miles de millones de saltos, así que los fotones que se desperdician no son muchos (claro a plena incidencia. En invierno o al alba es otra cosa). La principal causa de la poca eficiencia es la recombinación que sufren los portadores en el camino hacia las metalizaciones por la que son extraídos, que es fruto de los defectos del material (defectos puntuales y dislocaciones principalmente).

Hola, Zadagka. Me alegro que hayas hecho las puntualizaciones que has planteado porque son correctas y así, colaborando, es como todos aprenderemos. Tu enfoque está totalmente dirigido a la estructura de una célula fotovoltaica. Yo, por otro lado, viendo que se estaba preguntado por diferenciar el efecto fotoeléctrico del fotovoltaico fui bastante más genérico para abarcar los fundamentos con la tecnología del silicio.¿Entonces por qué demonios me corriges? Jejejeje, es broma. Ya sabes. Caliento un poco el ambiente a ver si logramos más "audiencia" como en Crónicas Marcianas :P.

No si ya se nota que expertos, lo que se dice expertos no sois.
Porque copiar de google o la wikipedia lo hace cualquiera pero este detalle en las puntualizaciones...., merece reconocimiento.

Saludos,

Hala lo que ha dicho! Me has herido el orgullo y habré de morir con el ultraje de que he hecho copy&paste. Te reto, oh jdmsolar, a que demuestres semejante acusación. No. ahora va en serio. Todo lo que he puesto es recordando de lo que me examinaron hace un año. Si he cometido alguna imprecisión o error pido disculpas.

Holaaa!!! Buenas tardes!!!
Gracias a tod@s por aportar tanta riqueza a este hilo.
Todavía me pierdo en los tecnicismos, pero siento que he avanzado muchisimo.
En cuanto al efecto o proceso fotovoltaico, esta claro entonces que es necesario crear un campo eléctrico. En torno a esto me surgen varias preguntas:

Una vez creado ese campo, los electrones libres se quedan atrapados en la zona N y los huecos en la zona P??

Por ejemplo la corriente de difusion (Id) se crea cuando se juntan los dos semiconductores (tipo-n,tipo-p) y mediante esa corriente se crea el campo eléctrico. Esta corriente disminuye según aumente la tensión del campo.
Una vez equilibrado el campo eléctrico esa corriente se anula???

Y la corriente de arrastre (Is) generada por el par electron-hueco (VERDADERO) que son expulsados por acción de la energía térmica del sol de sus enlaces, Como influye en el sistema???

Quiero decir, me parece que el sentido de esta ultima intensidad es contraria, a que se debe??? Como afecta y que se hace para solucionarlo???

Lo que no entiendo todavía es el ultimo paso. Como actuan los portadores, cuando el circuito esta abierto y como actuan cuando se cierra.

Buff, nose si me entendereis,
gracias otra vez

Iniciado por Zagadka

En este caso lo que se pretende es extraer la corriente, no aplicar una corriente externa, por lo que no hay máscaras para crear partes con diferentes con distintos dopados. Sólamente se crea una unión p-n, una cara n (base) y una capa p (emisor) que es la expuesta a la radiación solar. Las metalizaciones para extraer la corriente sí que existen, pero no se crean por aplicación de máscaras.

Puntualizo: La oblea completa, la matería prima de la célula, ya viene dopada con boro. Durante el proceso de fabricación de la célula sobre uno de sus superfices se produce el dopado con fósforo (sólo profundiza unas cuantas micras).

Discrepo respecto a las máscaras de metalización. El metalizado se suele hacer utilizando tecnología serigráfica que utiliza máscaras para dar el dibujo de la rejilla (la máscara sería la imagen negativa, sobre ella se aplica la pasta metálica que se imprime sobre la célula en forma de rejilla).

Iniciado por Zagadka

... el fotón ha de ser más energético que el GAP para crear el par y que éste no sea directo requiere más energía...

Símplemente quería recordar un viejo tema en torno a este tema, por si a alguno le interesa.

http://www.solarweb.net/forosolar/as...a-bandgap.html