Ako fungujú solárne články?

Solárne články sú polovodičové súčiastky, ktoré na základe fotoelektrického javu priamo premieňajú svetlo na elektrinu. Tento jav objavil už v roku 1839 Edmond Becquerel, ale trvalo vyše sto rokov, kým sa prvý polovodičový solárny článok podarilo zhotoviť. Stalo sa tak v Bellových laboratóriách roku 1954.

Polovodičový solárny článok pozostáva z vrstiev s rôznymi vlastnosťami. Základným materiálom typického článku je kremík dotovaný malým množstvom bóru, čím sa vytvorí P vrstva. Tenká predná vrstva je dotovaná fosforom, čím sa vytvorí N vrstva.

V pokojovom stave je medzi oboma vrstvami oblasť priestorového náboja, v ktorej nie sú žiadne vodivé častice, čo pripomína bežnú polovodičovú diódu. Solárny článok aj v podstate takou diódou je, ibaže oveľa väčšou.

Dopadajúce fotóny (častice svetla) na N vrstvu uvoľňujú elektróny. Ak je energia fotónov dostatočne veľká, elektróny prekonajú bariéru. Tento usmernený pohyb elektrónov je vlastne elektrický prúd.

Predná kontaktná plôška solárneho článku býva tvorená jemnou mriežkou, aby cez ňu mohli prechádzať fotóny. Zadná, nosná, kontaktná plôška je z fólie. Napätie produkované jedným článkom je približne 0,6V (neznie to Vám to povedome?), ale v praxi bývajú články spájané do série, aby sa dosiahlo vyššie výstupné napätie.