Wszystko o matrycy ogniw fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne zbudowane są z odpowiednio połączonych ze sobą ogniw, w których promieniowanie słoneczne przekształcane jest w energię elektryczną w wyniku zjawiska fotowoltaicznego. Aktualnie w fotowoltaice stosowane są ogniwa trzech generacji. Poznaj różne rodzaje ogniw fotowoltaicznych i dowiedz się, na jakiej zasadzie działają.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych

Panele słoneczne wytwarzają prąd dzięki przemyślanej konstrukcji oraz zastosowaniu odpowiednich surowców. Ogniwa fotowoltaiczne wykonywane są z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem, german czy selen. Obecnie spotkać można ogniwa trzech generacji:

• ogniwa I generacji to ogniwa grubowarstwowe, produkowane z krzemu krystalicznego;
• ogniwa II generacji to ogniwa cienkowarstwowe, produkowane z krzemu amorficznego, a także z takich materiałów jak tellurek kadmu czy selen;
• ogniwa III generacji to nowatorskie ogniwa, których działanie nie bazuje na złączach półprzewodnikowych p-n.

Najpopularniejszym rozwiązaniem są ogniwa grubowarstwowe. Podzielić je można na bardzo wydajne ogniwa monokrystaliczne oraz trochę mniej wydajne, ale za to tańsze w produkcji ogniwa polikrystaliczne. Ogniwa cienkowarstwowe cieszą się w ostatnich latach rosnącą popularnością dzięki temu, że mogą być bardzo elastyczne, co znacznie poszerza zakres ich zastosowania. Ogniwa III generacji nie są jeszcze dostępne na rynku, a badania nad technologią ich wykonania nadal trwają. 

W jaki sposób ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną?

Standardowe ogniwa I i II generacji bazują na wykorzystaniu półprzewodnikowych złącz typu p-n. Zewnętrzna warstwa ogniwa naładowana jest ujemnie. Wewnętrzna warstwa posiada natomiast ładunek dodatni. Promieniowanie słoneczne powoduje wytrącenie elektronów z wierzchniej warstwy i tym samym wyzwala reakcję fizyczną, prowadzącą do powstania prądu elektrycznego.

Działanie ogniw fotowoltaicznych bazuje na wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego. Sekretem ogniw I i II generacji jest specjalna, warstwowa konstrukcja oraz zastosowanie odpowiednich materiałów półprzewodnikowych. Dzięki ciągłemu rozwojowi nowych technologii możemy jednak spodziewać się w najbliższych latach nowych propozycji, opartych o zupełnie inne metody i odmienne materiały.