Fotowoltaika

Fotowoltaika to dziedzina nauki i technologii zajmująca się przetwarzaniem energii słonecznej na energię elektryczną za pomocą paneli fotowoltaicznych. Wykorzystuje zjawisko fotowoltaiczne, które polega na przekształceniu światła słonecznego w energię elektryczną przy użyciu materiałów półprzewodnikowych.

Proces przekształcania energii słonecznej na energię elektryczną w panelach fotowoltaicznych przebiega w kilku etapach:

1. Absorpcja światła: Panele fotowoltaiczne składają się z komórek fotowoltaicznych, które zawierają półprzewodnikowe materiały, najczęściej krzem lub inne związki półprzewodnikowe. Gdy na panel pada światło słoneczne, energia fotonów jest absorbowana przez półprzewodnik.

2. Generacja nośników ładunku: Absorpcja światła w półprzewodniku powoduje wybicie elektronów z ich stanu równowagi i powstanie “para elektron-dziura”. To zjawisko jest nazywane generacją nośników ładunku.

3. Rozdzielenie nośników ładunku: Wewnątrz półprzewodnika nośniki ładunku, tj. elektrony i dziury, są rozdzielane na skutek pola elektrycznego obecnego w komórce fotowoltaicznej. Elektrony są przyciągane do jednego bieguna, a dziury do drugiego.

4. Wytworzenie prądu elektrycznego: Rozdzielenie nośników ładunku w komórce powoduje powstanie różnicy potencjałów między biegunami, co skutkuje przepływem prądu elektrycznego w obwodzie zewnętrznym podłączonym do panelu.

Panele fotowoltaiczne są zwykle łączone w moduły i instalowane w większych układach, takich jak elektrownie słoneczne, systemy fotowoltaiczne na dachach budynków czy panele słoneczne na pojazdach. Prąd elektryczny wytworzony przez panele fotowoltaiczne może być wykorzystywany do zasilania urządzeń elektrycznych, ładowania baterii, a także podłączany do sieci elektroenergetycznej w celu sprzedaży nadwyżek energii.

Fotowoltaika jest ekologicznym i zrównoważonym źródłem energii, ponieważ wykorzystuje odnawialne źródło energii – światło słoneczne. Jest to rozwijająca się dziedzina, a postęp w technologii fotowoltaicznej prowadzi do coraz większej wydajności i dostępności paneli fotowoltaicznych.