EL EFECTO PIEZO-ELÉCTRICO

El efecto piezoeléctrico es un fenómeno físico presente en algunos materiales, por el cual

aparece una diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre las caras de un cristal cuando

éste se somete a una presión mecánica. Fue descubierto en el cuarzo por los hermanos Pierre y Jacques Curie en el año 1880.

Este efecto también funciona a la inversa: cuando se aplica un campo eléctrico a ciertas

caras de una formación cristalina, ésta experimenta distorsiones mecánicas. Los materiales

piezoeléctricos, por tanto, pueden ser utilizados para convertir energía eléctr ica en movimiento mecánico y viceversa.

El efecto piezoeléctrico se produce en varias sustancias cristalinas como el bario, el titanio o

la turmalina. El efecto se explica por el desplazamiento de iones en cristales que tienen una

celda unitaria asimétrica. Cuando se comprime el cristal, los iones de las celdas se

desplazan, provocando la polarización eléctrica de la misma. Debido a la regularidad de la

estructura cristalina, estos efectos se acumulan, produciendo una diferencia de potencial

eléctrico entre determinadas caras del cristal.

En el caso contrario, cuando se

aplica al cristal un campo eléctrico

externo, los iones de cada celda son

desplazados por las fuerzas

electrostáticas, produciendo una deformación mecánica.

Celda antes (izquierda) y después de ser polarizada

(derecha). Átomos en la parte inferior.

FUNCIONAMIENTO DE LAS CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

Las células fotovoltaicas funcionan según

el “efecto fotoeléctrico”, un fenómeno

físico básico por el cual el material

iluminado absorbe fotones de la luz y libera electrones.

Cuando los fotones de los rayos solares

impactan en una placa semiconductora,

como el silicio, pueden ser absorbidos por

los electrones que se encuentran en la

superficie de ésta. La absorción de

energía adicional permite a los electrones

(cargados negativamente) liberarse de sus átomos. De esta forma, los electrones se

empiezan a mover y el espacio que dejan libre lo ocupa otro electrón de una parte más profunda del semiconductor.

Como resultado, una parte de la lámina tiene una mayor concentración de electrones que la

otra, lo que origina voltaje entre ambos lados. Al unir ambos lados con un cable eléctrico se

permite que los electrones fluyan de un lado al otro de la lámina, lo que se conoce como corriente eléctrica.