Como a diferença de potencial pode ser criada em uma célula? como essa 'diferença de potencial' força os elétrons livres a se moverem em uma direção definida?

Quando você diz "célula", está se referindo a uma célula fotovoltaica como em um painel solar ou a uma célula como em uma bateria de Li-Po? A diferença de potencial em uma célula solar é criada por fótons liberando elétrons ligados a átomos (criando elétrons livres), o que causa uma diferença de elétrons entre dois semicondutores (

Teoria das células solares - Wikipedia

) referido como junção pn. As células Li-Po criam potencial elétrico quimicamente via eletroquímica; especificamente, a distribuição desigual de íons de lítio entre os eletrodos positivos e negativos.

Agora, a diferença de potencial pode ser vista como elétrica

pressão

. Tome a pressão da água ou a pressão do ar como exemplo. Como é que, se você continuar inflando um balão com ar, ele eventualmente explodirá ou explodirá? Porque a pressão interna excede em muito a pressão externa, forçando o ar a romper o material. O mesmo conceito se aplica à eletricidade. Se você tem um potencial maior de um lado (a parte interna do balão) e menos potencial do outro (a parte externa do balão),

convencional

a corrente (ar no caso do balão) fluirá do potencial mais positivo (maior) para o potencial mais negativo (menor). Fisicamente, no entanto, os elétrons passam do potencial negativo para o potencial positivo (já que os elétrons são a única partícula livre para se mover dentro de um condutor e porque são atraídos por cargas positivas), mas dizemos que

convencional

a corrente passa de positivo para negativo.

Isso é explicado sem discutir os Campos Elétricos (nos quais a captação de tensão se baseia) e como eles forçam a propagação de cada elétron a se mover simultaneamente a ~ 80% da velocidade da luz.

Se ainda não está claro como uma diferença no potencial elétrico faz com que os elétrons livres se movam, ou se você deseja uma explicação mais rigorosa com etapas conceituais, eu sugeriria a leitura

Fundamentos de física estendida, 10ª edição

por Halliday e Resnick.