Fotoelektriskais saules panelis sastāv no desmitiem atsevišķu elementu, kas savienoti kopā, lai iegūtu jaudu, kas vienāda ar visu paneļa šūnu kopsummu. Katrā šūnā aktīvais materiāls ir silīcijs, tas pats elements, no kura tiek izgatavota cietvielu elektronika. Silīcijam ir fotoelektriskas īpašības, kas ģenerē strāvu, kad jūs uz tā spīdat.
Metaloīdi
Īpaša elementu grupa, ko sauc par metaloīdiem, periodiskajā tabulā aizņem reģionu starp metāliem un nemetāliem; metaloīdiem piemīt dažas metālu un citu nemetālu īpašības. Piemēram, metaloīdi var būt trausli kā nemetāli, bet vadīt elektrību kā metāli. Divi galvenie metaloido elementu piemēri ir silīcijs un germānijs. No abiem silīcijam elektronikā ir vairāk izmantojumu, jo germānijam ir problēmas vidē, kas ir siltāka par istabas temperatūru.
Dopēts silīcijs
Process, ko sauc par dopingu, nelielā daudzumā piemaisījumu sajauc silīcijā, mainot tā elektroniskās īpašības. Piemēram, kad silīciju pievieno ar boru, tam ir pozitīvu elektrisko lādiņu pārpalikums. Dopēts ar arsēnu, silīcija lādiņš kļūst negatīvs. Saules baterija ir divu silīcija slāņu sviestmaize, viena pozitīva un otra negatīva. Abas puses darbojas kā pozitīvi un negatīvi akumulatora spailes.
Fotoelektriskais efekts
Kad gaisma nokrīt uz saules šūnas virsmas, enerģija pārvieto elektronus silīcijā. Savienots ar ķēdi, saules elements kļūst par elektriskās strāvas avotu. Lai gan strāva, ko nodrošina viena šūna, ir maza - dažu miliampu secībā - daudzu saules paneļa šūnu strāvas, kas apvienotas kopā, nodrošina vairākus strāvas ampērus.
Silicon’s Response to Light
Pilnīgā tumsā saules baterija nerada strāvu. Palielinoties gaismas daudzumam, palielinās arī šūnas izvads. Šūnas maksimālā strāva tomēr ir ierobežota; jebkura papildu gaisma, kas pārsniedz maksimālo spilgtumu, nerada paaugstinātu elektrisko jaudu. Papildus spilgtumam ir svarīgs arī krītošās gaismas viļņa garums. Tipiska silīcija saules baterija reaģē uz lielāko daļu saules gaismas spektra redzamo un infrasarkano staru daļu, taču daži viļņu garumi dzeltenajā un sarkanajā apgabalā tiek absorbēti slikti. Daži infrasarkanie un visi garākie viļņu garumi iet caur Saules elementu un neražo elektrību.