Fotovoltaický jev

   Princip fotovoltaického článku:

   Fotovoltaický (sluneční, solární) článek je v podstatě polovodičová dioda. Jeho základem je tenká křemíková destička s vodivostí typu P. Na ní se při výrobě vytvoří tenká vrstva polovodiče typu N, obě vrstvy jsou odděleny tzv. přechodem P-N. Osvětlením článku vznikne v polovodiči vnitřní fotoelektrický jev a v polovodiči se z krystalové mřížky začnou uvolňovat záporné elektrony. Na přechodu P-N se vytvoří elektrické napětí, které dosahuje u křemíkových článků velikosti zhruba 0,5 V. Energie dopadajícího světla se v článku mění na elektrickou energii. Připojíme-li k článku pomocí vodičů spotřebič (například miniaturní elektromotorek), začnou se kladné a záporné náboje vyrovnávat a obvodem začne procházet elektrický proud. Je-li třeba větší napětí nebo proud, zapojují se jednotlivé články sériově či paralelně a sestavují se z nich fotovoltaické panely.

   Fotony musí mít dostatečnou energii:

   Fotony jsou částice záření, jejich energie závisí na vlnové délce. Čím kratší je vlnová délka záření, tím větší energii mají jeho fotony. Aby se z krystalové mřížky křemíku uvolňovaly elektrony, musí mít fotony záření energii aspoň 1,12 eV. Této energii odpovídá tzv. mezní vlnová délka asi 1 105 nm - a to je infračervené záření. Fotony záření s kratší vlnovou délkou (např. fotony viditelného světla) mají dostatek energie a elektrony mohou z mřížky uvolnit. Záření s větší vlnovou délkou (např. mikrovlny) fotovoltaický jev nevyvolají. Pokud je vlnová délka záření malá (fotony mají velkou energii), dochází k ohřevu a ztrátám.