Sončno sevanje v rdečih do vijoličnih valovnih dolžinah razstreli sončno celico z dovolj energije za ustvarjanje električne energije. Toda sončne celice se ne odzivajo na vse oblike svetlobe. Valovne dolžine v infrardečem spektru imajo premalo energije, ki je potrebna za potiskanje elektronov, ki se sproščajo v siliciju sončne celice, učinek, ki proizvaja električni tok. Ultravijolične valovne dolžine imajo preveč energije. Te valovne dolžine preprosto ustvarjajo toploto, kar lahko zmanjša učinkovitost celice. Sončne celice potrebujejo določene valovne dolžine v svetlobnem spektru, da ustvarijo koristne količine električne energije.
Anatomija sončne celice
Sončna ali fotonapetostna celica je dvoslojni silikonski sendvič; ena plast, imenovana N-tip, vsebuje sledi elementov, kot je arzen, da material dobi negativni električni naboj; druga plast, imenovana P-tip, je prepletena z drugimi elementi, ki dajejo pozitiven naboj. Električno obe strani delujeta kot sponke baterije; ko je povezan z vezjem, električni tok teče s pozitivne strani, skozi komponente vezja in na negativno stran sončne celice. Nekatere sončne celice uporabljajo silicij v kristalni obliki; drugi uporabljajo amorfni ali steklu podoben silicij. Kristalni silicij je ponavadi učinkovitejši pri pretvarjanju svetlobe, vendar stane več kot amorfni tip.
Učinek svetlosti
Svetlost ali svetilnost je količina svetlobe, ki sije na sončno celico. V popolni temi celica ne proizvaja električne energije. Ko se količina svetlobe poveča, se poveča tudi tok celice. Pri določeni ravni svetlosti pa izhod celice doseže mejo; onstran te točke več svetlobe ne daje dodatnega toka. Specifikacije sončne celice vključujejo nazivno napetost in tok, ki je izhod celice pod neposrednim močnim soncem. Za največjo moč sončne celice je pomembno, da se obrnete proti soncu čim bolj neposredno. Monter sončne plošče bo na primer ploščo namestil pod kotom, ki ujame večino sončnih žarkov. Kot je odvisen od tega, kje se nahajate na zemlji: dlje ko ste od ekvatorja proti severu ali jugu, kot je bolj strm. Nekatere "farme" sončne energije imajo plošče na mehanizmu, ki se nagne in spremlja dnevno gibanje sonca na nebu.
Spekter, valovna dolžina in barva
Vidna svetloba je del elektromagnetnega spektra, oblika energije, ki vključuje tudi radijske valove, ultravijolične in rentgenske žarke. Mavrične barve, ki jih vsebuje vidna svetloba, predstavljajo različne valovne dolžine; valovna dolžina rdeče barve je na primer približno 700 nanometrov ali milijarde metrov, 400 nanometrov pa je valovna dolžina vijolice. Sončne celice se odzivajo na številne enake valovne dolžine, ki jih zazna človeško oko.
Sončna svetloba ali umetna svetloba
Sončne celice običajno dobro delujejo z naravno sončno svetlobo, saj je večina naprav, ki jih poganja sončna energija, na prostem ali v vesolju. Ker umetni viri svetlobe, kot so žarnice z žarilno nitko in fluorescenčne sijalke, posnemajo sončni spekter, lahko sončne celice delujejo tudi v zaprtih prostorih in napajajo majhne naprave, kot so kalkulatorji in ure. Drugi umetni viri, kot so laserji in neonske žarnice, imajo zelo omejen barvni spekter; sončne celice s svojo svetlobo morda ne bodo delovale tako učinkovito.