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La parola composta “fotovoltaico” deriva dall’unione del termine greco “phos”, luce e"volt”, unità di misura della differenza di potenziale. Infatti, un sistema per la produzione di energia fotovoltaica è un'applicazione combinata dell'effetto fotoelettrico, che consiste nell'emissione spontanea di elettroni da parte di una superficie che viene colpita da radiazioni elettromagnetiche e dell’effetto Volta, secondo il quale se due metalli diversi vengono posti a contatto si stabilisce tra loro una differenza di potenziale e quindi la possibilità di generare corrente elettrica.
Dell’effetto fotoelettrico Einstein diede nel 1905 una famosa interpretazione "quantistica”, secondo la quale l'energia totale della radiazione elettromagnetica è suddivisa in porzioni discrete ("quanti" di luce), che viene ceduta ai corpi su cui essa collide. Nei metalli alcalini (come il silicio) per emettere elettroni di energia è sufficiente l'azione della luce visibile dei raggi del sole. Sfruttando sia l’effetto fotoelettrico che l’effetto Volta, nel 1954 gli scienziati americani Paerson, Fuller e Chapin realizzarono la prima cella fotovoltaica commerciale in silicio cristallino.
Grazie a questa tecnologia I fotoni, ovvero la luce che colpisce la superficie della cella esposta ai raggi solari possono essere catturati e convogliati per produrre energia elettrica che può essere sia accumulata in una batteria o trasmessa nella rete di distribuzione elettrica tradizionale. Si parla quindi di energia elettrica (fotovoltaica) prodotta utilizzando unicamente l'energia della radiazione solare.
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