Ogniwo fotowoltaiczne (ogniwo PV)

Ogniwo fotowoltaiczne (ogniwo PV) jest specjalistyczną diodą półprzewodnikową, która przekształca światło widzialne w prąd stały (DC). Niektóre ogniwa PV mogą również przekształcać promieniowanie podczerwone ( IR ) lub ultrafioletowe (UV) w prąd stały. Ogniwa fotowoltaiczne są integralną częścią systemów energii słonecznej i elektrycznej, które stają się coraz ważniejsze jako alternatywne źródła energii elektrycznej.

Pierwsze ogniwa fotowoltaiczne zostały wykonane z krzemu połączonego lub domieszkowanego z innymi pierwiastkami mającymi wpływ na zachowanie elektronów lub dziur (nieobecności elektronów w atomach). Inne materiały, takie jak dislenek miedziowo-indowy (CIS), tellurek kadmu (CdTe) i arsen aralu ( GaAs)), zostały opracowane do stosowania w ogniwach PV. Istnieją dwa podstawowe typy materiałów półprzewodnikowych, zwane dodatnimi (lub typu P) i ujemnymi (lub typu N). W ogniwie fotowoltaicznym płaskie kawałki tych materiałów są umieszczane razem, a fizyczna granica między nimi nazywana jest złączem PN. Urządzenie jest skonstruowane w taki sposób, że złącze może być wystawione na światło widzialne, IR lub UV. Gdy takie promieniowanie uderza w złącze PN, powstaje różnica napięcia między materiałami typu P i typu N. Elektrody podłączone do warstw półprzewodnikowych pozwalają na pobieranie prądu z urządzenia.

Duże zestawy ogniw PV można łączyć ze sobą, tworząc moduły słoneczne, tablice lub panele. Wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych i baterii do wytwarzania użytecznej energii elektrycznej jest znane jako fotowoltaika. Jedną z głównych zalet fotowoltaiki jest fakt, że nie jest zanieczyszczająca, a do działania wymaga tylko nieruchomości (i umiarkowanie słonecznego klimatu). Kolejną zaletą jest fakt, że energia słoneczna jest nieograniczona. Po zainstalowaniu systemu fotowoltaicznego może on dostarczać energię praktycznie bez żadnych kosztów przez lata i przy minimalnej konserwacji.