Śmiało można powiedzieć, że ogniwa fotowoltaiczne opierają się na prostej technologii. Nadal jednak zrozumienie tego, jak one działają wymagają od nas podstawowej wiedzy z chemii czy fizyki. Poniżej więc dowiecie się więc podstaw tego, jak działają ogniwa fotowoltaiczne oraz w jaki sposób promieniowanie słoneczne jest zamieniane w prąd.
Zazwyczaj w jednym panelu słonecznym znajduje się około 40 ogniw fotowoltaicznych. Chcąc za pomocą energii słonecznej ogrzać cały dom, potrzebne będzie około 13-15 paneli. Są one umieszczane na ruchomej konstrukcji, która podąża za słońcem, aby uchwycić jak największą ilość promieniowania. Duże ilości połączonych ze sobą paneli słonecznych są nazywane farmami fotowoltaicznymi.
Jeżeli chodzi o ogniwa fotowoltaiczne to wykorzystywane są na przykład tradycyjne ogniwa pierwszej generacji, które tworzone są z krzemu. Charakteryzują się wyglądem płaskiej płyty. Są one najbardziej popularne ze względu na swoją efektywność.
Następnie wyróżnia się ogniwa drugiej generacji. Mają one małą grubość oraz giętkość. Mogą więc być one wykorzystywane jako dachówki.
Ogniwa fotowoltaiczne trzeciej generacji są tworzone z materiałów innych niż krzem. Mogą być one wyposażone w dodatkowe lustra oraz soczewki, przez co lepiej skupiają promienie słoneczne.
Działanie ogniw fotowoltaicznych
Są to urządzenia, która przetwarzają energię słoneczną w elektryczną. Ich podstawą są półprzewodnikowe złącza typu n-p. Tam znajduje się obszar przejściowy, w którym istnieje wbudowane pole elektryczne. Obszar ten jest także warstwą zaporową albo obszarem ładunku przestrzennego. Występują tam zjonizowane ładunki atomów, które znajdują się w węzłach sieci krystalograficznej.
Fotony zostają zaabsorbowane przez elektrony walencyjne. Przez to cząstki elementarne zostają wzbudzone i przechodzą z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia. Każdy z fotonów generuje jedną parę nośników, dziurę oraz elektron. Czasami możliwe jest wygenerowanie więcej niż jedna para nośników. Może się zdarzyć także tak, że parę fotonów wygeneruje tylko jedną parę. Przez te zjawiska powstają nadprogramowe nośniki ładunków, które pojawiają się w całym obszarze ogniwa. Elektrony, które występują w półprzewodniku p oraz dziury, które pojawiają się w półprzewodniku n ulegają rozdzieleniu przez pole elektryczne złącza. Później elektrony przechodzą do obszaru typu n, a dziury do obszaru typu p. Dzięki temu dochodzi do pojawienia się różnicy potencjałów. Takie zjawisko nosi nazwę efektu fotowoltaicznego. Kiedy do obu kontaktów będzie podłączone obciążenie, wtedy popłynie prąd. Świetna fotowoltaika Zachodniopomorskie znajduje się tu.
Kiedyś uważano, że złącze półprzewodnikowe jest niezbędnym elementem w ogniwie. Obecnie jednak istnieją inne technologie, które umożliwiają sprawne działanie ogniw. Są to między innymi ogniwa polimerowe albo barwnikowe.
Podsumowanie
Działanie ogniw fotowoltaicznych nie jest wcale takim skomplikowanym procesem. Cała instalacja fotowoltaiczna jest oparta na sprawdzonych i prostych rozwiązaniach, dzięki czemu jej żywotność oraz wytrzymałość jest na naprawdę wysokim poziomie. Obecnie istnieje kilka rodzajów ogniw fotowoltaicznych, więc wybór odpowiedniego dla nas będzie zależał od naszych preferencji. Warto więc wcześniej skonsultować się z firmą odpowiadającą za nasze panele słoneczne, aby wybrać najkorzystniejsze rozwiązanie dla naszego gospodarstwa domowego.
