fotoelettrica

Fotoelettrica è un termine che può riferirsi a due fenomeni correlati tra loro, entrambi legati all’interazione tra luce e materia. In senso stretto si parla dell effetto fotoelettrico, ovvero l emissione di elettroni da un materiale esposto alla luce, e dell effetto fotovoltaico, la conversione diretta della luce in energia elettrica all’interno di semiconduttori. Spesso il termine è usato anche in modo generale per riferirsi alle celle fotovoltaiche impiegate nella produzione di energia solare.

L effetto fotoelettrico si manifesta quando l’energia dei fotoni incidente supera la funzione lavoro del materiale, permettendo agli elettroni di liberarsi. Questo fenomeno fu spiegato in modo fondamentale da Albert Einstein nel 1905, introducendo l’idea dei quanti di luce (fotoni) e ponendo le basi della fotofisica. Le applicazioni includono fotodetettori, rivelatori e esperimenti di fisica che analizzano la natura della luce.

L effetto fotovoltaico, invece, si verifica principalmente nei semiconduttori: la luce genera coppie elettrone-lacuna e, grazie a una giunzione p-n o a un campo interno, le cariche si separano e producono una corrente. È la base delle celle solari. I materiali più comuni sono il silicio (monocristallino e policristallino), i film sottili (CdTe, CIGS) e, recentemente, le perovskiti e i dispositivi organici. Le celle fotovoltaiche mirano a convertire l’irraggiamento solare in elettricità con efficienze crescenti e costi decrescenti, contribuendo al settore delle energie rinnovabili.