Energia da luz
A energia da luz solar vem como pequenas parcelas chamadas fótons. Cada fóton carrega um pouquinho de energia. A energia de um fóton azul é maior que a energia de um fóton vermelho. Isso é importante porque tanto as células solares quanto as plantas só podem absorver a luz do sol se a energia estiver correta. Quando um material absorve a luz solar, os fótons na luz estão transferindo sua energia para os elétrons no material. Os elétrons só podem absorver energia em uma faixa estreita, de modo que um determinado elétron só será capaz de aceitar energia de fótons de cores específicas no espectro da luz.
A energia do fóton direito
Tanto a energia fotovoltaica quanto a energia plantas fotossintéticas são montadas para absorver fótons. Na fotossíntese, a evolução produziu clorofila, uma molécula que absorverá a luz solar mais brilhante. Para fotovoltaicos, os engenheiros projetaram cristais onde os elétrons podem usar apenas a quantidade de energia contida nos fótons da luz do sol. Em ambos os casos, os fótons são absorvidos pelos elétrons, que ocupam a energia extra. Um elétron com energia extra é chamado de elétron excitado, ou um elétron em um estado excitado.
Manipulando elétrons excitados
Tanto as células solares quanto as plantas precisam lidar com elétrons excitados rapidamente, antes que eles desistam de seus elétrons. energia e voltar onde estavam antes de absorverem seus fótons. Na fotossíntese, o problema é resolvido movendo-se o elétron de uma molécula para outra até se instalar em uma molécula que pode armazenar energia por um longo tempo. Na energia fotovoltaica, os elétrons excitados são levados para um circuito, onde eles executam algo imediatamente ou são encaminhados para uma bateria para armazenamento.
Células sensibilizadas por corantes
Há um tipo não-padrão de célula fotovoltaica que tenta copiar o modo como a fotossíntese funciona. Em vez de mover um elétron o mais rápido possível através de um cristal de átomos idênticos, a célula solar sensibilizada por corante absorve energia em uma molécula de corante e transfere o elétron excitado para outro material localizado adjacente à molécula de corante. Isso impede que o elétron possa perder sua energia inutilmente. Quando conectado a um circuito, o elétron atravessa o segundo material sem muito perigo de perder sua energia.
