Słowo fotowoltaika (ang. photovoltaic) pochodzi od słów z języka angielskiego: photo– światło oraz voltaic– napięcie. Fotowoltaika jest dziedziną nauki i techniki opierającej się na przetwarzaniu energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Proces przemiany energii nazwany jest konwersją fotowoltaiczną. Rozwój tej dziedziny zapoczątkował francuski fizyk Antoine Becquerel w roku 1839. Naukowiec udowodnił, że podczas padania światła na elektrodę zanurzoną w roztworze przewodnika generowany jest prąd. Odkrył on zjawisko fotowoltaiczne wewnętrzne, które charakteryzuje się zmianą właściwości elektrycznych ciała stałego pod wpływem padającego promieniowania elektromagnetycznego, jakim jest światło. Zjawisko to polega na powstawaniu siły elektromotorycznej i jest typowe dla półprzewodników.
Jak zbudowane jest ogniwo słoneczne?
Urządzeniem wykorzystującym efekt fotowoltaiczny jest ogniwo słoneczne. Typowe ogniwo zbudowane z jest z półprzewodnikowego złącza p-n, w którym pod wpływem padania fotonów światła następuje przepływ prądu. Przednią powierzchnię ogniwa pokrywa warstwa antyrefleksyjna. Budowę standardowego ogniwa fotowoltaicznego ukazuje rysunek poniżej.
Istotnym elementem fotoogniwa jest warstwa antyrefleksyjna ARC (ang. anti-reflective coating). Jest to cienka powłoka nanoszona na wierzchnią warstwę ogniwa, która ma bardzo duży wpływ na sprawność. Jest ona wykonana z materiału przeciwodblaskowego i ma grubość w granicach kilkudziesięciu nanometrów. Jej zadaniem jest zminimalizowanie natężenia światła odbitego. A co za tym idzie, większa ilość promieni słonecznych przechodzi przez górną część ogniwa i dociera do złącza p-n.
Panel fotowoltaiczny składa się z fotoogniw
Ogniwa połączone szeregowo w zespoły, w liczbie od kilku do kilkudziesięciu, zamknięte w jednej płaskiej obudowie, tworzą moduły słoneczne, inaczej panele fotowoltaiczne (PV). Rodzaj oraz liczba zastosowanych ogniw wpływa na parametry charakterystyczne paneli PV. Natomiast, brak ruchomych części przyczynia się do długiego okresu bezawaryjnego działania modułów. Dzięki temu producenci paneli PV oferują długi okres gwarancji, a instalacje zamontowane ponad 20 lat temu nadal działają!
