Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego

W 1839 roku francuski fizyk Aleksander E. Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny polegający na konwersji w elemencie półprzewodnikowym energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną.

Ogniwo fotowoltaiczne składa się wysokiej czystości krzemu, na którym uformowana została bariera potencjału w postaci złącza P-N (positive-negative). Padające na złącze fotony powodują powstawanie pary nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, elektron – dziura, które na skutek obecności złącza P-N zostają rozdzielone w dwie różne strony. Elektrony trafiają do złącza N a dziury do złącza P. Na złączu powstanie napięcie elektryczne. Ponieważ rozdzielone ładunki są nośnikami nadmiarowymi, mające tzw. nieskończony czas życia a napięcie na złączu P-N jest stałe, złącze, na które pada światło działa jak stabilne ogniwo elektryczne.

 

Rysunek: Budowa ogniwa fotowoltaicznego

1. półprzewodnik n
2. złącze p-n
3. półprzewodnik p
4. 5. metaliczne połączenia
6. materiał antyrefleksyjny