As células fotovoltaicas (placas semicondutoras compostas de silício)…

As células fotovoltaicas (placas semicondutoras compostas de silício) são os componentes principais dos painéis solares e são capazes de converter, com certa eficiência, parte da energia dos raios solares em energia elétrica. Essa conversão é causada pelo fenômeno físico denominado “efeito fotoelétrico”, que pode ocorrer em uma variedade de materiais, incluindo metais e semicondutores. Na superfície dos metais, a sequência de eventos que caracteriza esse efeito, de forma simplificada, é a

GABARITO: A

O efeito fotoelétrico é um fenômeno fundamental da física moderna, cuja explicação por Albert Einstein rendeu-lhe o Prêmio Nobel. Ele consiste na emissão de elétrons por um material (geralmente um metal) quando este é exposto à radiação eletromagnética (luz) de frequência suficientemente alta.

O processo ocorre da seguinte forma:

1. Um fóton (partícula de luz) atinge a superfície do metal e sua energia é absorvida por um elétron.
2. Se a energia do fóton $E = h \cdot f$ for superior à função trabalho $\phi$ do metal (a energia mínima para remover um elétron), o elétron é ejetado do material.
3. Portanto, a sequência correta é a absorção da energia luminosa (fótons) seguida pela emissão de partículas carregadas (elétrons).

Análise das alternativas:

• Alternativa A: Correta. Descreve precisamente o fenômeno: a entrada de radiação ($\text{absorção de fótons}$) e a saída de portadores de carga ($\text{emissão de elétrons}$).
• Alternativa B: Incorreta. O aluno inverte o sentido físico da conversão de energia. Por exemplo: o aluno considera o processo de eletroluminescência (como em um LED) em vez do fotovoltaico, assumindo a operação $\text{Elétrons} \to \text{Fótons}$ em vez de $\text{Fótons} \to \text{Elétrons}$.
• Alternativa C: Incorreta. O aluno inverte tanto os agentes quanto as ações. Por exemplo: o aluno descreve a perda de radiação e o ganho de massa, resultando no fluxo $\text{Saída}(\gamma) + \text{Entrada}(e^-)$, o que não caracteriza a conversão de luz em eletricidade.
• Alternativa D: Incorreta. O aluno ignora a necessidade da radiação eletromagnética como gatilho energético. Por exemplo: o aluno supõe um processo puramente eletrônico do tipo $e^- + \text{Metal} \to e^-_{\text{emitido}}$ (semelhante à emissão secundária), esquecendo que o termo "foto" implica a interação com luz.
• Alternativa E: Incorreta. O aluno foca apenas na interação luminosa, sem haver conversão em eletricidade. Por exemplo: o aluno descreve processos de espalhamento ou reflexão, calculando apenas a interação $\gamma_{\text{incidente}} \to \gamma_{\text{refletido}}$, o que não geraria corrente nas placas de silício.