Panele słoneczne wykorzystują zjawisko fotowoltaiczne, które już w 1839 r. zaobserwował i opisał francuski fizyk Aleksander Edmund Becquerel, ale dopiero w 1905 r. zostało wyjaśnione w artykule naukowym opublikowanym przez Alberta Einsteina. Na praktyczne powszechne wykorzystanie tego zjawiska trzeba było poczekać do 1954 r. kiedy stworzono pierwsze ogniwa krzemowe.
Na czym polega zjawisko fotowoltaiczne?
Panele słoneczne składają się z ogniw wykorzystujących złącze półprzewodnikowe typu p-n, wykorzystujące materiały półprzewodnikowe o różnych typach przewodnictwa. Pod wpływem padających na powierzchnię ogniwa fotonów promieniowania słonecznego następuje koncentracja elektronów i dziur elektronowych w różnych obszarach, dzięki czemu na złączu p-n powstaje różnica potencjału elektrycznego, czyli napięcie prądu stałego. Pojedyncze ogniwo wytwarza prąd stały o napięciu około 0,5 V, dlatego łączy się je w panele słoneczne.
Jak można wykorzystać panele słoneczne?
Energię uzyskaną z promieniowania słonecznego można wykorzystać na wiele sposobów. Panele fotowoltaiczne połączone z inwerterem zamieniają prąd stały na prąd przemienny na potrzeby gospodarstw domowych lub w celach przemysłowych. Panele słoneczne stosowane są natomiast w kolektorach słonecznych, zamieniających uzyskaną ze słońca energię w energię cieplną do podgrzewania zasobników z wodą użytkową. Fotoogniwa są też stosowane do zasilania oświetlenia ogrodowego (lampy solarne), sygnalizacji świetlnej, kalkulatorów, zegarków i innych urządzeń elektronicznych. Panele słoneczne produkują prąd stały, mogą więc z powodzeniem być wykorzystywane do ładowania akumulatorów i baterii.