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Energia Solar transformada em Energia Elétrica
A conversão direta da energia solar em energia elétrica pode ocorrer através de dois processos: conversão termoelétrica e conversão fotoelétrica, cada um deles podendo ser realizado de diversas maneiras.
Quando se aquece um eletrodo, alguns de seus elétrons adquirem suficiente energia para escapar. Converte-se em um emissor de elétrons, um cátodo. Outro eletrodo colocado próximo a este cátodo, se está suficientemente frio, receberá bem os elétrons emitidos, convertendo-se num ânodo. Se o ânodo se conecta ao cátodo mediante a um circuito que contenha uma carga externa, circulará uma corrente e poderá ser produzida ação. Uma corrente elétrica significativa, no entanto, só se pode produzir a temperaturas muito altas.
Em circuitos que consistam de dois condutores diferentes, se as duas uniões se mantém a temperaturas diferentes, também será gerada uma corrente elétrica, ou uma diferença de potencial, quando uma das uniões permanece aberta. Estes "Termopares" podem igualmente ser utilizados para produzir ação útil. Quando vários deles são ligados em série, forma-se a chamada pilha termoelétrica. A união quente pode ser aquecida através de um coletor solar de placa plana.
Alguns materiais semicondutores podem ser dopados com quantidades diminutas (cerca de uma parte por milhão) de outros elementos similares, mas com um elétron a mais ou um elétron a menos que o semicondutor. O primeiro é chamado semicondutor tipo N e o segundo tipo P. Por exemplo: Silício + arsênio – tipo N – um elétron a mais. Silício + boro – tipo P – um elétron a menos.
Colocando-se em contato capas finas de ambos, formado um diodo, os elétrons cruzam a junta P-N quando é exposta à radiação, gerando uma corrente elétrica (ou diferença de potencial) que pode ser aproveitada. Esta é a descrição de um fotodiodo ou célula fotovoltaica. Células mono-cristalinas possuem um bom rendimento, mas são muito caras. Células policristalinas são mais baratas, mas