Ogniwa fotowoltaiczne to elementy półprzewodnikowe, które umożliwiają przemianę energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Schemat działania ogniw fotowoltaicznych bazuje na zjawisku fotowoltaicznym. Czytaj dalej i sprawdź, na czym polegają ogniwa fotowoltaicznego i jak wybrać najlepszy model.
Ogniwo fotowoltaiczne nazywane jest również fotoogniwem, ogniwem słonecznym czy ogniwem fotoelektrycznym. W ogniwach fotowoltaicznych, które są typowymi urządzeniami półprzewodnikowymi, zastosowano popularne złącze p-n, co umożliwia przemieszczanie ładunków elektrycznych wywołujących różnice potencjałów, czyli napięcie elektryczne.
Czym są ogniwa fotowoltaiczne?
Ogniwa słoneczne, są wyprodukowane z materiałów półprzewodników, a więc najczęściej jest to krzem, selen, lub german. Standardowe ogniwa fotowoltaiczne, które w swej budowie posiadają krystaliczny krzem, posiadają nominalne napięcie rzędu mniej więcej 0,5 wolta. Za pomocą połączeń szeregowych, ogniwa słoneczne mogą być również bateriami słonecznymi.
Ogniwo fotowoltaiczne, które jest zbudowane z półprzewodników, tworzy typowe złącze p-n, na które pada światło (promienie słoneczne, stanowiące naturalną energię. Padające na złacze fotony słoneczne o energii większej od szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika, umożliwiają powstanie par elektron-dziura.
Pole elektryczne, które znajdują się wewnątrz półprzewodnika (jest naturalnie związane z obecnością złącza p-n), przesuwa nośniki różnych rodzajów w różne strony. Jak się okazuje, elektrony trafiają do obszaru n, a z kolei dziury do obszaru p. W konsekwencji rozdzielenie nośników ładunków w złączu p-n, wywołuje obecność zewnętrznego napięcia elektrycznego.
Rozdzielone nośniki, stają się nośnikami nadmiarowymi (oznacza to, że rozdzielone nośniki mają nieskończony czas życia), a napięcie na półprzewodnikowym złączy p-n jest stałe. Dzięki temu oświetlone złącze działa jak typowe ogniwo elektryczne, w którym prąd pochodzi z reakcji chemicznych, które zachodzą pomiędzy elektrolitem a elektrodą.
Typowe zastosowania ogniw fotowoltaicznych
Fotoogniwa znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle, za sprawą trwałych oraz niezawodnych źródeł energii. Ogniwa fotowoltaiczne, można znaleźć nie tylko w elektrowniach słonecznych, ale także kalkulatorach, zegarkach, sztucznych satelitach, czy samochodach z napędem hybrydowym. Ogniwa fotowoltaiczne, znalazły bogate zastosowanie w automatyce. W tej dziedzinie służą jako czujniki fotoelektryczne. Fotoogniwa można odnaleźć także w fotometrii, gdzie pełnią rolę fotodetektorów.
To jednak nie koniec szerokiego zastosowania ogniw fotowoltaicznych w przemyśle. Fotoogniwa to wzięte elementy w elektronice użytkowej, dzięki którym można konstruować m.in. lampy ogrodowe, czy sygnalizację świetlną. Przykładem wykorzystania ogniw fotowoltaicznych mogą być również jachty, kempingi, a nawet domy jednorodzinne, w których stosuje się akumulatory do pobierania energii pochodzącej ze światła. Tego rodzaju akumulatory doładowywane są przez promienie słoneczne w dzień i mogą wykorzystywać pozyskaną w ten sposób energię w nocy.
Czytaj także: Czym są bramki logiczne?
