Efekt fotowoltaiczny i zasada działania paneli PV – z cyklu EasySolar

Sprzedawcy instalacji fotowoltaicznych niejednokrotnie spotykają się z inwestorami, którzy zarzucają ich pytaniami dotyczącymi nie tylko finansowych aspektów instalacji ale również szczegółów technicznych i technologii jej wykonania. W związku z tym, zarówno dobry przedstawiciel handlowy jak i monter powinni posiadać podstawową wiedzę z zakresu działania paneli PV oraz ich budowy.

Efekt fotowoltaiczny

Panele fotowoltaiczne umożliwiają produkcję energii elektrycznej dzięki tzw. efektowi fotowoltaicznemu. Jest to zjawisko, które powoduje powstawanie siły elektromotorycznej w półprzewodniku. W przypadku ogniw fotowoltaicznych energię elektryczną generują fotony padające na półprzewodnik, z którego są zbudowane ogniwa. Półprzewodnikiem takim w zależności od technologii paneli PV może być np.: -krzem amorficzny, -krzem polikrystaliczny, -krzem krystaliczny, -tellurek kadmu, -halogenki, -barwniki i związki organiczne.

Efekt fotowoltaiczny jednak występuje w każdym półprzewodniku przy charakterystycznym dla danego materiału zakresie długości fal oraz z różną intensywnością. Po dostarczeniu do półprzewodnika odpowiedniej ilości energii za pomocą fotonów dochodzi do „wybicia” części elektronów z pasma walencyjnego dzięki czemu powstaje tzw. dziura elektronowa, która stanowi nośnik ładunku. Proces ten prowadzi do przemieszczania się elektronów i w konsekwencji produkcji prądu. Jest to oczywiście daleko idące uproszczenie jednak umożliwia nam wyobrażenie sobie procesów zachodzących w naszych ogniwach. Jak widać cały proces jest nieskomplikowany i zachodzi w oparciu o proste zjawiska fizyczne. Nie mamy tu do czynienia z jakimikolwiek reakcjami chemicznymi, które mogłyby np. powodować emisję szkodliwych substancji.

Sprawność paneli

Efekt fotowoltaiczny niestety cechuje się bardzo niską sprawnością, co przez wielu uznawane jest za piętę achillesową fotowoltaiki. Przeciętne panele fotowoltaiczne faktycznie cechują się sprawnością rzędu kilku procent, która spada pod wpływem wysokich temperatur.

Rodzaj panelu Sprawność Spadek wydajności wraz ze wzrostem temperatury
Monokrystaliczny 14-18% 0,42-0,5 %/°C
Polikrystaliczny 14-16% 0,39-0,46 %/°C
CdTe 10-13% 0,2-0,24 %/°C
Amorficzny 6-10% 0,17-0,25 %/C
CIGS i CIS 11-14% 0,32-0,41 %/C

Czytaj cały tekst na Fotowoltaiczna Polska.