Ogniwa fotowoltaiczne – budowa, działanie, rodzaje
Ogniwa fotowoltaiczne to elementy kluczowe dla funkcjonowania każdej instalacji fotowoltaicznej. Dowiedz się, z czego są zbudowane, jak działają oraz jakie ich rodzaje znajdziesz na rynku.
Czym są ogniwa fotowoltaiczne?
Każdy panel fotowoltaiczny składa się z dwóch mniejszych elementów: modułów, z których jest zbudowany oraz ogniw, które tworzą moduły. To właśnie te ostatnie pełnią kluczową funkcję w pozyskiwaniu prądu z energii słonecznej.
Jak zbudowane są ogniwa fotowoltaiczne?
Ponieważ każde z nich musi mieć właściwości półprzewodników, ich płytki wykonuje się je najczęściej z krzemu, selenu lub germanu. Najchętniej wykorzystywanym jest pierwszy z pierwiastków, ponieważ posiada na swojej powłoce aż 4 elektrony walencyjne, jednak aby zwiększyć ich liczbę, często łączy się go z selenem lub germanem.
Zwykle ogniwa fotowoltaiczne zbudowane są z:
- 2 warstw półprzewodnika – cienkiej przezroczystej typu n na górze i ujemnej typu p na dole.
- złącz p-n pomiędzy tymi warstwami tworzących barierę potencjałów.
Niektóre ogniwa posiadają dodatkową warstwę typu PERC zwiększająca wydajność elementów.
Jak działają ogniwa fotowoltaiczne?
Prąd pozyskiwany przez ogniwa fotowoltaiczne z energii promieni słonecznych produkowany jest w wyniku zjawiska fotowoltaicznego – fotoemisji. Jego działanie można streścić w 4 krokach:
- Fotony zderzają się z elektronami, przekazując im energię.
- Dochodzi do wybicia elektronów z orbit atomowych.
- Orbity, tracąc elektrony, zyskują dodatni ładunek e+,
- W miejscu, gdzie był elektron, powstaje dziura typu n.
W wyniku różnicy potencjałów tworzy się napięcie elektryczne – prąd stały, który następnie inwerter (falownik) instalacji fotowoltaicznej przekształca w zmienny.
Rodzaje ogniw fotowoltaicznych
Ogniwa fotowoltaiczne dzielimy na:
- Pierwszej generacji – monokrystaliczne i polikrystaliczne.
- Drugiej generacji – amorficzne.
Najpopularniejszymi na rynku są obecnie ogniwa mono i polikrystaliczne, przy czym pierwsze stopniowo wypierają drugie.
