Velmi zjednodušeně se jedná o jev, při kterém dochází k emisi elektronů z látky, na kterou dopadá elektromagnetické záření, v tomto případě solární radiace. Tohoto principu využívají i dnešní fotovoltaické elektrárny. Ozařovanou látkou jsou zde vhodně umístěné fotovolataické panely, jejichž primární funkční jednotkou jsou fotovoltaické články. Tyto články jsou v podstatě velkoplošné polovodičové diody (viz Obr. č. 1). Jejich základem jsou zpravidla tenké křemíkové destičky s vodivostí typu P a N (P – anoda, N – katoda). Rozhraní vrstv P a N tvoří tzv. přechod P-N, který propouští proud pouze jedním směrem. Přechod P-N tvoří bariéru zabraňující volnému přechodu elektronů z vrstvy N do vrstvy P a není tedy možné, aby došlo k rekombinaci (P-N přechod je zapojen v závěrném směru).
Po dopadu slunečního záření na povrch článku nastává v polovodiči vnitřní fotoelektrický jev, při kterém se z krystalové mřížky polovodiče uvolní záporné elektrony. Vznikající elektrony se pak hromadí na vrstvě N, přičemž mezi vrstvami N a P vzniká elektrický potenciál (u křemíkových článků zhruba 0,5 V). Lze tedy konstatovat, že se energie dopadajícího záření částečně mění na energii elektrickou. Slovo částečně je v předchozí větě zvoleno zcela záměrně, jelikož nynější solární články nejsou ani z daleka schopny přeměnit veškerou energii dopadajícího záření na energii elektrickou. Reálná účinnost běžně používaných solárních článků se pohybuje okolo 15 %.
Jak již bylo uvedeno, jeden fotovoltaický článek typicky vygeneruje napětí o hodnotě přibližně 0,5 V, což je pro běžné využití poněkud málo. Pro dosažení většího provozního napětí se jednotlivé články spojují do série (popřípadě se využívá sério-paralelního zapojení) a sestavují se z nich samotné fotovoltaické panely. Jmenovité napětí fotovoltaického panelu je dáno sumou elementárního potenciálu jednotlivých článků. Po sériovém zapojení více článků jsme schopni získat provozní napětí 12 V, 24 V nebo 48 V, což jsou již hodnoty použitelné pro různé typy fotovoltaických aplikací.
Sdílet / hodnotit tento článek