Jak działa system fotowoltaiczny?
Systemy fotowoltaiczne składają się z wielu modułów fotowoltaicznych, które z kolei składają się z fotokomórek lub ogniw słonecznych. W ogniwach słonecznych przychodzące światło słoneczne jest przekształcane w energię elektryczną.
Światło składa się z fotonów, nośników promieniowania elektromagnetycznego. Foton, znany również jako światło kwantowe lub cząsteczki światła, nie ma masy, ale energii. Energia ta jest odpowiedzialna za to, że gdy foton uderza w półprzewodniki lub metale, elektrony są uwalniane ze struktur, a tym samym stają się swobodnie ruchome (efekt fotoelektryczny). Jeśli istnieje potencjał zewnętrzny, napięcie, występuje przepływ prądu.
W jaki sposób energia elektryczna powstaje ze światła słonecznego?
Ogniwo słoneczne jest komponentem elektronicznym składającym się z różnie skonstruowanych warstw półprzewodnikowych. W większości przypadków, jest to krzem o wysokiej czystości, który został specjalnie “zanieczyszczony” innymi pierwiastkami chemicznymi. Dzięki temu powstaje warstwa z brakiem elektronów i warstwa z nadmiarem elektronów.
Tam, gdzie dwie warstwy dotykają, tworzona jest warstwa graniczna, do której emigrują elektrony, aby skompensować “niedobór”. W komórce powstaje dwa dodatni i ujemny. Gdy fotony uderzają w warstwę graniczną, elektrony są aktywowane i migrują do bieguna dodatniego. Jeśli obwód jest zamknięty, pomiędzy dwiema warstwami może płynąć prąd. W ten sposób energia świetlna przekształcana jest bezpośrednio w energię elektryczną.