Por que é necessária a dopagem controlada no silício de uma célula fotovoltaica?

Porque: a dopagem forma a junção p‑n e a região de depleção com campo elétrico capaz de separar elétrons e lacunas fotogeradas.

Explicação e exemplo:
Silício intrínseco não apresenta campo elétrico interno útil; dopantes do tipo donor (n) e acceptor (p) criam concentrações \(N_D\) e \(N_A\) que geram a junção p‑n e o potencial de built‑in \(V_{bi}\).
O potencial de built‑in é dado por \(V_{bi}=\dfrac{kT}{q}\ln\!\dfrac{N_A N_D}{n_i^2}\).

Exemplo prático:
Considere \(N_D=10^{16}\,\text{cm}^{-3}\) e \(N_A=10^{16}\,\text{cm}^{-3}\), temperatura \(T=300\) K, com \(n_i\approx10^{10}\,\text{cm}^{-3}\).
Então \(V_{bi}\approx 0{,}02585\ln\!\big(\dfrac{10^{16}\cdot10^{16}}{10^{10}\cdot10^{10}}\big)=0{,}02585\ln(10^{12})\approx0{,}71\ \text{V}\).

Impurezas indesejadas, ao contrário, introduzem centros de recombinação que reduzem a vida média de portadores e o rendimento; por isso busca‑se silício de alta pureza com dopagem intencional e controle de defeitos.