Fotoogniwa

W 1981 r. słoneczny samolot Solar Hallenger przeleciał nad kanałem La Manche wykorzystując jako źródło zasilania tylko energię słoneczną. Skrzydła tego samolotu pokryte były bateriami słonecznymi, które zasilały silnik elektryczny. Na Florydzie, w USA publiczne automaty telefoniczne są zasilane przez baterie słoneczne. Montowane na chroniącym je dachu. Przykłady wymienione powyżej świadczą o różnorodnym wykorzystaniu baterii słonecznych w codziennym życiu. A przecież bateria słoneczna to nic innego jak tylko sieć połączonych ze sobą fotoogniw.

Fotoogniwa zwane inaczej ogniwami fotoelektrycznymi są to półprzewodnikowe elementy o pojedynczym złączu p–n, w których pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego z zakresu optyki jest generowana siła elektromotoryczna. Generacja SEM (siły elektromotorycznej) w fotoogniwie jest uwarunkowana zjawiskiem fotowoltanicznym i zależy od rodzaju materiału półprzewodnikowego oraz natężenia promieniowania elektromagnetycznego

Wartość SEM rośnie ze wzrostem natężenia promieniowania dążąc do wartości nasycenia dla dużych natężeń. SEM pojedynczego fotoogniwa ma małą wartość (np. dla powszechnie stosowanych fotoogniw krzemowych wynosi kilka dziesiątych wolta). W celu uzyskania wyższego napięcia i odpowiednio większej mocy użytecznej, fotoogniwa łączy się w zestawy, tworząc baterie fotoelektryczne. Sprawność procesu przetwarzania energii promieniowania świetlnego na energię elektryczną prądu stałego jest stosunkowo mała, w praktyce nie przekracza kilkunastu procent. Do ważniejszych parametrów fotoogniwa oprócz SEM i sprawności energetycznej, zalicza się jeszcze czułość i tzw. prąd zwarcia. Fotoogniwa są stosowane przede wszystkim jako niezwykle trwałe, o dużej niezawodności źródła „darmowej” energii elektrycznej w elektrowniach słonecznych, kalkulatorach, zegarkach, sztucznych satelitach, samochodach „słonecznych”, a także jako fotodetektory w fotometrii, czujniki fotoelektryczne w automatyce.

Ogniwa słoneczne były wykorzystywane w komunikacji satelitarnej od lat 60. Najnowsza technologia ogniw fotowoltanicznych zastosowana jest przede wszystkim w stacjach kosmicznych.

Ogniwa słoneczne są niezawodne. Raz zamontowane nie wymagają konserwacji przez wiele lat. Może w następnym stuleciu satelitarne elektrownie słoneczne rozwiążą problem pokrycia zapotrzebowania na energię. Olbrzymie panele ogniw słonecznych zamienią promieniowanie w energię elektryczną. Ta zaś będzie transportowana na Ziemię w postaci mikrofali. Jednak zanim to nastąpi, jesteśmy zmuszeni korzystać ze znanych nam sposobów pozyskiwania energii elektrycznej.