Sluneční záření v červené až fialové vlnové délce odstřeluje solární článek s dostatečnou energií k výrobě elektřiny. Solární články však nereagují na všechny formy světla. Vlnové délky v infračerveném spektru mají příliš málo energie potřebné k tomu, aby uvolnily elektrony uvolněné v křemíku solárního článku, což je účinek, který produkuje elektrický proud. Ultrafialové vlnové délky mají příliš mnoho energie. Tyto vlnové délky jednoduše vytvářejí teplo, které může snížit účinnost buňky. Solární články vyžadují určité vlnové délky ve světelném spektru, aby generovaly užitečné množství elektřiny.
Anatomie solárního článku
Solární nebo fotovoltaický článek je dvouvrstvý křemíkový sendvič; jedna vrstva, nazývaná N-typ, obsahuje stopy prvků, jako je arsen, které dávají materiálu negativní elektrický náboj; druhá vrstva, zvaná typ P, je přichycena dalšími prvky, které dávají kladný náboj. Elektricky fungují obě strany jako svorky baterie; při připojení k obvodu proudí elektrický proud z kladné strany, přes součásti obvodu a na zápornou stranu solárního článku. Některé solární články používají křemík v krystalové formě; jiní používají amorfní nebo skleněný křemík. Krystalický křemík má tendenci být účinnější při přeměně světla, ale stojí více než amorfní typ.
Účinek jasu
Jas nebo svítivost je množství světla, které svítí na solární článek. V úplné tmě buňka nevyrábí elektřinu. Se zvyšujícím se množstvím světla se zvyšuje i proud buňky. Při určité úrovni jasu však výkon buňky dosahuje limitu; za tímto bodem už více světla neposkytuje žádný další proud. Specifikace solárního článku zahrnují jmenovité napětí a proud, což je výkon článku za přímého jasného slunečního svitu. Chcete-li ze solárního článku získat co nejvíce, je důležité směřovat k slunci co nejpříměji. Například instalátor solárních panelů namontuje panel pod úhlem, který zachytí většinu slunečních paprsků. Úhel závisí na tom, kde se nacházíte na Zemi: čím dále na sever nebo na jih jste od rovníku, tím je úhel strmější. Některé „farmy“ solární energie mají panely na mechanismu, který se naklání a sleduje denní pohyb slunce na obloze.
Spektrum, vlnová délka a barva
Viditelné světlo je součástí elektromagnetického spektra, což je forma energie, která zahrnuje také rádiové vlny, ultrafialové záření a rentgenové záření. Barvy duhy obsažené ve viditelném světle představují různé vlnové délky; vlnová délka červené barvy je například asi 700 nanometrů neboli miliardtin metru a 400 nanometrů je vlnová délka fialové. Solární články reagují na mnoho stejných vlnových délek detekovaných lidským okem.
Sluneční světlo nebo umělé světlo
Solární články obecně dobře fungují s přirozeným slunečním světlem, protože zařízení využívající solární energii se většinou používají venku nebo ve vesmíru. Protože umělé zdroje světla, jako jsou žárovky a fluorescenční žárovky, napodobují sluneční spektrum, solární články mohou fungovat i v interiéru a napájet malá zařízení, jako jsou kalkulačky a hodinky. Jiné umělé zdroje, jako jsou lasery a neonové lampy, mají velmi omezená barevná spektra; solární články nemusí se svým světlem fungovat tak efektivně.