Trabajo de fotones en fotovoltaicos

Importacia de los fotones fotovoltaicos

Debemos aclarar el concepto de “fotón o fotones”, intentando ser mejor explicativos y precisando definiciones que todos podemos dominar fácilmente.

Detenerse en las siguientes expresiones:

fotonesw1“Si exponemos el conjunto PN de una célula solar a la luz solar, los fotones son absorbidos por los electrones”

“Cuando la luz, en forma de fotones, impacta nuestra célula solar, su energía se rompe en pares electrón-hueco”

“Cada cuanto de radiación o fotón al ser absorbido por los átomos de la sustancia fluorescente estimula la emisión de uno o más fotones.

“La suma de las energías de los fotones emitidos tiene que ser igual a la energía del fotón absorbido, ya que la energía se debe conservar.”

“Por tanto, si por ejemplo se reemiten dos fotones, éstos deben compartir sus energías de tal manera que su suma sea igual a la del fotón absorbido“.

Pero… ¿qué es un fotón?

El fotón es una partícula indivisible que se mueve, siempre, a la velocidad de la luz.foton33

El fotón se mueve a la velocidad de la luz porque no es una partícula material; su masa es nula.

Los fotones no pueden ser frenados, existen sólo en movimiento a la velocidad de la luz.

No tiene forma ni diseño especial.

El fotón es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas (fenómenos físicos a escala microscópicasdel fenómeno electromagnético (interacción entre las partículas cargadas eléctricamente).

Como todos los cuantos, el fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (“dualidad onda-corpúsculo”).

La partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio es parte del llamado fotón.

Veamos. El Sol no sólo emite luz, sino es un gigante generador eléctrico. El Sol distribuye partículas cargadas que quedan atrapadas en la ionosfera.

Desde que tenemos uso de razón, hemos visto utilizar antenas de todo tamaño ¿para que? para aprovechar dicha energía constante en el espacio, esas partículas atrapadas en la ionósfera.

Los fotones transportan cantidades de energía de manera imperceptible por nuestros sentidos.

La descripción anterior de unfotón como un portador de radiación electromagnética es utilizada con frecuencia por los físicos.

Sin embargo, en física teórica, un fotón puede considerarse como un mediador para cualquier tipo de interacción electromagnética.
La idea de la luz como partícula retornó con el concepto moderno de fotón, (los cuantos de luz son los fotones).

El concepto de fotón ha llevado a avances muy importantes en física teórica y experimental, tales como la teoría cuántica de campos.

De acuerdo con el modelo estándar de física de partículas los fotones son los responsables de producir todos los campos eléctricos y magnéticos, y a su vez son el resultado de que las leyes físicas tengan cierta simetría en todos los puntos del espacio-tiempo.

Por ejemplo, los fotones en su viaje desde el centro del Sol sufren tantas colisiones, que la energía radiante tarda aproximadamente un millón de años en llegar a la superficie

Como todos los cuantos, el fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias.

Un fotón se comporta como una onda en fenómenos como la refracción que tiene lugar en una lente

El fotón fue llamado originalmente por Albert Einstein “cuanto de luz”.

El nombre moderno “fotón” proviene de la palabra griega que significa luz.

La idea de la luz como partícula retornó con el concepto moderno de fotón

El fotón tiene masa cero y viaja en el vacío con una velocidad constante.

Como todos los cuantos, el fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias (“dualidad onda-corpúsculo”).

En su lugar se habla de las probabilidades de que tenga una cierta polarización, posición, o cantidad de movimiento.

Por ejemplo, aunque un fotón puede excitar a una molécula, a menudo es imposible predecir cuál será la molécula excitada.

La descripción anterior de un fotón como un portador de radiación electromagnética es utilizada con frecuencia por los físicos.

Sin embargo, en física teórica, un fotón puede considerarse como un mediador para cualquier tipo de interacción electromagnética.

En particular, explicaba cómo la energía de la luz dependía de la frecuencia (dependencia observada en el efecto fotoeléctrico) y la capacidad de la materia y la radiación electromagnética para permanecer en equilibrio térmico.

El concepto de fotón ha llevado a avances muy importantes en física teórica y experimental, tales como la teoría cuántica de campos y a inventos como el láser.fff

En una célula fotovoltaica estándar, cada fotón arranca exactamente un electrón dentro del material fotovoltaico. Luego, ese electrón suelto se puede aprovechar mediante cables que trasmiten la corriente eléctrica.

“Los estudiosos confirman que cada fotón puede arrancar dos electrones. Esto hace que el proceso sea mucho más eficiente: En una célula estándar, cualquier exceso de energía transportada por un fotón se pierde en forma de calor, mientras que en el nuevo sistema la energía extra hace que se produzcan dos electrones en vez de uno.”

Dejar7

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