Hoy día es normal ver paneles solares en casas o plantas instaladas en grandes extensiones de terreno. Es una conversación habitual escuchar sobre el aporte de la energía fotovoltaica al medioambiente, por tratarse de una alternativa limpia en tiempos donde el planeta vive una emergencia climática.
No es un dato menor que la energía solar es la que está experimentando un mayor crecimiento en comparación con otros tipos de ERNC (energías renovables no convencionales).
Antes de este presente tan auspicioso, un grupo de científicos inició el camino con significativos aportes con el descubrimiento de los procesos para la generación de electricidad por medio del sol hasta la construcción de los primeros paneles.
Efecto fotovoltaico y fotoeléctrico
El físico francés, Alexandre-Edmond Becquerel, formó parte de una de las familias científicas más reconocidas de Europa (su padre Antoine-César Becquerel, es considerado uno de los padres de la electroquímica y su hijo, Antoine Henri Becquerel, ganó el Premio Nobel de Física por descubrir la radioactividad). Su trabajo estuvo ligado a investigar la electricidad, el magnetismo y la luz.
Se le atribuye el descubrimiento del “efecto fotovoltaico” en 1839, luego de experimentar con una pila electrolítica con electrodos de platino se dio cuenta que aumentaba la corriente eléctrica al exponerla al sol.
“Este efecto convierte la luz en electricidad, a través de un medio. El medio empleado consiste en un material que absorbe los fotones de la luz -energía-, y posteriormente emite electrones. Estos electrones se desplazan intercambiando posiciones, y produciendo una corriente eléctrica” (Certificados Energéticos).
Muchos años después (1905), el alemán, Albert Einstein, el científico más reconocido de la historia, sobre todo por haber presentado la Teoría General de la Relatividad, fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1921, por haber explicado de mejor manera el efecto fotoeléctrico descubierto por el destacado físico, Heinrich Hertz en 1887.
“El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones (corriente eléctrica) que se produce cuando la luz incide sobre ciertas superficies”. (Revista Energiza).
En los paneles modernos están presentes ambos efectos. Se explica de la siguiente manera (Área Tecnología):
“El efecto fotovoltaico produce corriente eléctrica gracias a esos electrones libres liberados mediante el efecto o proceso fotoeléctrico”.
La fotoconductividad
En 1873, el ingeniero británico, Willoughby Smith, descubrió que el selenio funcionaba como fotoconductor, mientras trabajaba en la instalación de un cable telegráfico submarino. Su hallazgo recibió el nombre de “efecto fotovoltaico en sólidos”.
Tres años después, William Grylls Adams y Richard Evans Day, crearon la primera célula fotovoltaica de selenio, al corroborar que este último generaba electricidad al ser expuesto a la luz sin calor ni partes móviles.
"Estaba claro que se podía iniciar una corriente en el selenio por la acción de la luz solamente", fueron parte de las conclusiones a las que llegaban Grylls y Evans en su momento. Este experimento es considerado la primera demostración que se podía generar electricidad a partir de la radiación solar.
Primer panel solar
El primer panel solar de la historia vino de parte del inventor estadounidense, Charles Fritts en 1883. Se fabricó extendiendo selenio sobre una plancha de metal, recubriéndola de una fina capa de oro.
Al recibir la luz solar, los electrones se movían a través del selenio, produciendo corriente. El suceso se daba en pleno auge comercial de la producción electricidad, donde un año antes se había inaugurado la primera planta termoeléctrica a base de carbón (de la mano de Thomas Edison).
A pesar del optimismo de Fritts en su creación, no tuvo éxito debido principalmente a que su placa solo aprovechaba entre el 1% y 2% de la luz solar. A lo anterior, se sumaban los altos costos para su fabricación.
Panel de silicio
Los paneles solares tal y como los conocemos en la actualidad, fabricados a partir de silicio, se debe gracias a tres hombres que en 1954 trabajaban para los Laboratorios Bell: Daryl Chapin (ingeniero electrónico), Calvin Fuller (químico) y Gerald Pearson (físico), quienes en realidad buscaban una solución suministro de energía a la red telefónica.
Ellos descubrieron que el silicio era mucho más eficiente que el selenio. Aunque el aprovechamiento de la radiación solar del 6% no era significativamente superior al panel de Fritts, generó gran expectación en su momento.
“Una gran potencia se obtiene de una batería que utiliza uno de los ingredientes de la arena", era el titular el diario The New York Times al ser presentado este nuevo panel solar.
Este suceso es considerado como el inicio de la tecnología fotovoltaica, ya que era la primera vez en la historia que se utilizaba la energía solar para el funcionamiento de aparatos.