Technologie
Fotovoltaický článek
Od roku 1839, kdy francouzský fyzik Alexandre Edmond Becquerel objevil fotovoltaický jev, uplynula již řada let. Dnes také nezkoušíme nanášet extrémně tenké vrstvy zlata na polovodivý selen, jak tomu v roce 1883 učinil Charles Fritts, který tak sestrojil první fotovoltaický článek s účinností kolem 1 %. Současnou podobu solárních článků najdeme v roce 1954. Tehdy byla při experimentech s polovodiči ve společnosti Bell Laboratories objevena vysoká citlivost křemíku na světlo. Výsledkem byla realizace fotovoltaického článku s účinností kolem 6 %. Už tenkrát stejně jako dnes jsou ty nejúčinnějsí články používány v kosmonautice, kde fotovoltaika tvoří prakticky jediný zdroj elektrické energie umělých družic. První družicí využívající fotovoltaické články byla sovětská družice Sputnik 3, jež byla vypuštěna na oběžnou dráhu 15. května 1957.

Solární články mají mnoho aplikací. Od kosmonautiky až po spotřební elektroniku. Díky snížení cen dnes fotovoltaické články pronikají i do míst, kde není k dispozici zdroj elektrické energie ze sítě, například na ropné plošiny, koncová světla železničních vagónů, retranslační stanice v telekomunikacích nebo na pobřežní majáky a horské chaty. V zemích, kde neexistuje energetická síť v rozsahu podobném Evropskému, se používá fotovoltaika pro zásobování domácností elektřinou nebo třeba pro pohon vodních čerpadel a čističek.

Po více než padesátiletém vývoji můžeme dnes rozlišovat několik skupin fotovoltaických článků.

  • 1. skupinou jsou v dnešní době nejvíce používané tlustovrstvé technologie
  • 2. skupinu tvoří tenkovrstvé technologie
  • 3. skupinu tvoří články složené z více vrstev nekřemíkových materiálů
  • 4. skupina většinou ve stadiu výzkumů využívá organických polymerů
Dnes se vývoj zaměřuje na tenkovrstvé a vícevrstvé technologie ve snaze zlevnit a zefektivnit výrobní postupy a účinnost článků. Ta může v laboratorních podmínkách dosahovat u vícevrstvých článků 42,8 % oproti běžným 25 % článků z monokrystalického křemíku.
princip clanku
Solární článek je polovodičový velkoplošný prvek s alespoň jedním PN přechodem (v podstatě se jedná o polovodičovou diodu). Na rozhraní materiálů P a N vzniká přechodová vrstva P-N, v níž existuje elektrické pole vysoké intenzity. Toto pole pak uvádí do pohybu volné nosiče náboje vznikající absorpcí světla. Vzniklý elektrický proud odvádějí z článku elektrody.

V ozářeném solárním článku jsou generovány elektricky nabité částice (pár elektron - díra). Některé elektrony a díry jsou poté separovány vnitřním elektrickým polem PN přechodu. Rozdělení náboje má za následek napěťový rozdíl mezi "předním" (-) a "zadním" (+) kontaktem solárního článku. Zátěží připojenou mezi oba kontakty potom protéká stejnosměrný elektrický proud, jež je přímo úměrný ploše solárních článků a intenzitě dopadajícího slunečního záření.

Pro výstavbu bezchybně fungující fotovoltaické elektrárny je nejpodstatnější dokonalý výběr dvou věcí.
Fotovoltaických panelů a měničů napětí.