Ogniwa fotowoltaiczne, nazywane są inaczej dolarami, czy też ogniwami słonecznymi. Są one urządzeniami, które mają na celu bezpośrednią konwersję energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną, przy czym stosowane jest półprzewodowe złącze typu p-n, w którym poprzez oddziaływanie fotonów, o energii większej niż szerokość przerwy energetycznej półprzewodnika, elektrony ulegają przemieszczeniu do obrazu n, natomiast dziury, a więc nośniki ładunku do obszaru p. Elektrony, które przeszły do obszaru n ładują tą właśnie część przewodnika ujemnie, tymczasem w obszarze p, zgromadzony jest ładunek dodatni. Poprzez tego typu przemieszczenie się ładunków elektrycznych, pojawiają się różnice potencjałów, a więc napięcia elektrycznego. Co jeszcze musimy wiedzieć o ogniwach fotowoltaicznych?
Ogniwa fotowoltaiczne – jak działają?
Podstawowy oraz zarazem najmniejszy element paneli fotowoltaicznych, a więc tak zwanych modułów, to krzemowe ogniwo fotowoltaiczne. Ma ono za zadanie wytworzenie energii elektrycznej. W ogniwach zachodzi zjawisko fotoelektryczne, które ma na celu zmianę właściwości ogniwa będącego półprzewodnikiem, co następuje pod wpływem padającego na nie światła słonecznego (elektromagnetycznego). Nasuwa się zatem pytanie, w jaki sposób ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały? Mianowicie płytka krzemowa, stanowiąca element ogniwa fotowoltaicznego, zbudowana jest z dwóch warstw, które oddzielone od siebie została tak zwaną warstwą graniczną. Warstwa ta kierowana jest w stronę światła słonecznego i tym samym jest domieszkowana ujemnie fosforem, przez co powstaje nadmiar elektronów. Tymczasem dolna warstwa krzemu, domieszkowana jest dodatnio, poprzez dodanie atomów boru, przez co następuje niedobór elektronów. Właśnie dzięki temu zjawisku, w obszarze granicznym powstaje pole elektryczne.
Ogniwa fotowoltaiczne – wydajność instalacji
W rzeczywistej instalacji PV fotowoltaiczne tworzą panele, a więc moduły, a one z kolei tworzą łańcuchy, zatem panele, które są ze sobą połączone w szeregu. Łańcuchy, które znajdują się względem siebie równolegle, tworzą natomiast macierz fotowoltaiczną. Elektryczne ogniwa modułu, łączone są ze sobą szeregowo, równolegle, bądź też szeregowo-równolegle, jednakże już same moduły, zawsze łączone są ze sobą szeregowo. Przez to, aby móc uzyskać większą wydajność instalacji, każdy moduł musi działać z maksymalną swoją wydajnością. Jeżeli zostanie obniżony uzysk jednako z nich, znacząco wpłynie to na obniżenie wydajności całej instalacji.
