איזה סוג אור צריך תא סולארי?

קרינת השמש באורכי הגל האדומים עד הסגולים מפוצצת תא סולארי עם מספיק אנרגיה ליצירת חשמל. אך תאים סולריים אינם מגיבים לכל צורות האור. באורכי הגל בספקטרום האינפרא-אדום יש מעט מדי מהאנרגיה הדרושה להטלת אלקטרונים משוחררים בסיליקון של תא השמש, האפקט המייצר זרם חשמלי. באורכי גל אולטרה סגול יש יותר מדי אנרגיה. אורכי גל אלה פשוט יוצרים חום, מה שיכול להפחית את יעילות התא. תאים סולאריים דורשים אורכי גל מסוימים בספקטרום האור כדי לייצר כמויות חשמל שימושיות.

תא סולארי, או פוטו וולטאי, הוא כריך דו שכבתי של סיליקון; שכבה אחת, המכונה מסוג N, מכילה עקבות של יסודות כגון ארסן כדי להעניק לחומר מטען חשמלי שלילי; השכבה השנייה, הנקראת P- סוג, משורשרת באלמנטים אחרים הנותנים מטען חיובי. מבחינה חשמלית שני הצדדים מתנהגים כמו מסופי סוללה; כאשר הוא מחובר למעגל, זרם חשמלי זורם מהצד החיובי, דרך רכיבי המעגל ואל הצד השלילי של התא הסולארי. ישנם תאים סולאריים המשתמשים בצורן בצורת גביש; אחרים משתמשים בסיליקון אמורפי, או דמוי זכוכית. סיליקון גבישי נוטה להיות יעיל יותר בהמרת אור אך עולה יותר מהסוג האמורפי.

בהירות או בהירות היא כמות האור הזורחת על תא סולארי. בחושך מוחלט, תא לא מייצר חשמל. ככל שכמות האור עולה, כך גם זרם התא עולה. ברמת בהירות מסוימת, לעומת זאת, תפוקת התא מגיעה לגבול; מעבר לנקודה זו, יותר אור אינו נותן זרם נוסף. המפרט של תא סולארי כולל מתח נומינלי ודירוג זרם שהם תפוקת התא בשמש בהירה ישירה. כדי להפיק את המרב מהתא הסולארי, חשוב להפנות אותו לכיוון השמש באופן ישיר ככל האפשר. מתקין פאנלים סולאריים, למשל, ירכיב פאנל בזווית שתופסת את רוב קרני השמש. הזווית תלויה היכן אתה נמצא על פני האדמה: ככל שאתה מצפון או דרומה יותר מקו המשווה, כך הזווית תלולה יותר. בחלק מה"חוות "של אנרגיה סולארית יש פאנלים על מנגנון שמוטה ועוקבים אחר תנועת השמש היומית בשמיים.

אור גלוי הוא חלק מהספקטרום האלקטרומגנטי, סוג של אנרגיה הכוללת גם גלי רדיו, אולטרה סגול וצילומי רנטגן. צבעי הקשת הכלולים באור הנראה מייצגים אורכי גל שונים; אורך הגל של הצבע האדום, למשל, הוא כ- 700 ננומטר, או מיליארדי מטר, ו -400 ננומטר הוא אורך הגל של סגול. תאים סולריים מגיבים לרבים מאותם אורכי גל שמתגלים בעין האנושית.

תאים סולריים בדרך כלל עובדים היטב עם אור שמש טבעי, מכיוון שרוב השימושים במכשירים המופעלים על ידי שמש הם בחוץ או בחלל. מכיוון שמקורות אור מלאכותיים כמו נורות ליבון ופלורסנט מדמים את ספקטרום השמש, תאים סולאריים יכולים לעבוד גם בתוך הבית ולהפעיל מכשירים קטנים כמו מחשבונים ושעונים. למקורות מלאכותיים אחרים כמו לייזרים ומנורות ניאון ספקטרום צבעים מוגבל מאוד; תאים סולריים עשויים שלא לעבוד באותה יעילות עם האור שלהם.