โซลาร์เซลล์ต้องการแสงแบบไหน?

รังสีสุริยะในช่วงความยาวคลื่นสีแดงถึงสีม่วงจะระเบิดเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีพลังงานเพียงพอในการผลิตกระแสไฟฟ้า แต่เซลล์แสงอาทิตย์ไม่ตอบสนองต่อแสงทุกรูปแบบ ความยาวคลื่นในสเปกตรัมอินฟราเรดมีพลังงานน้อยเกินไปที่จำเป็นในการทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาในซิลิคอนของเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นผลกระทบที่สร้างกระแสไฟฟ้า ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตมีพลังงานมากเกินไป ความยาวคลื่นเหล่านี้สร้างความร้อนขึ้น ซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพของเซลล์ได้ เซลล์แสงอาทิตย์ต้องการความยาวคลื่นในสเปกตรัมแสงเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าในปริมาณที่มีประโยชน์

เซลล์สุริยะหรือเซลล์แสงอาทิตย์เป็นแซนวิชสองชั้นของซิลิกอน ชั้นหนึ่งเรียกว่า N-type มีร่องรอยขององค์ประกอบเช่นสารหนูเพื่อให้วัสดุมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ชั้นที่สองเรียกว่า P-type ถูกเจือด้วยองค์ประกอบอื่นที่ให้ประจุบวก ทางไฟฟ้า ทั้งสองด้านทำหน้าที่เหมือนขั้วของแบตเตอรี่ เมื่อเชื่อมต่อกับวงจร กระแสไฟฟ้าจะไหลจากด้านบวก ผ่านส่วนประกอบวงจรและไปยังด้านลบของเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์บางชนิดใช้ซิลิกอนในรูปผลึก คนอื่นใช้ซิลิกอนอสัณฐานหรือคล้ายแก้ว ผลึกซิลิกอนมีแนวโน้มที่จะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการแปลงแสง แต่มีราคาสูงกว่าชนิดอสัณฐาน

ความสว่างหรือความส่องสว่างคือปริมาณแสงที่ส่องลงบนเซลล์แสงอาทิตย์ ในความมืดมิด เซลล์จะไม่ผลิตกระแสไฟฟ้า เมื่อปริมาณแสงเพิ่มขึ้น กระแสของเซลล์ก็เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ที่ระดับความสว่างระดับหนึ่ง เอาต์พุตของเซลล์ถึงขีดจำกัด เกินจุดนี้ แสงมากขึ้นไม่ให้กระแสเพิ่มเติม ข้อมูลจำเพาะของเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยและพิกัดกระแสซึ่งเป็นเอาต์พุตของเซลล์ภายใต้แสงแดดจ้าโดยตรง เพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุดจากเซลล์แสงอาทิตย์ สิ่งสำคัญคือต้องหันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์ให้ตรงที่สุด ตัวอย่างเช่น ผู้ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จะติดตั้งแผงในมุมที่รับแสงแดดเกือบทั้งหมด มุมจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่คุณอยู่บนพื้นโลก ยิ่งคุณอยู่เหนือหรือใต้มากจากเส้นศูนย์สูตร มุมก็จะยิ่งชันมากขึ้นเท่านั้น "ฟาร์ม" พลังงานแสงอาทิตย์บางแห่งมีแผงบนกลไกที่เอียงเพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ในแต่ละวันบนท้องฟ้า

แสงที่มองเห็นได้เป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นรูปแบบของพลังงานที่รวมถึงคลื่นวิทยุ รังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีเอกซ์ สีของรุ้งในแสงที่มองเห็นได้แสดงถึงความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความยาวคลื่นของสีแดงคือประมาณ 700 นาโนเมตรหรือหนึ่งในพันล้านของเมตร และ 400 นาโนเมตรคือความยาวคลื่นสำหรับสีม่วง เซลล์แสงอาทิตย์ตอบสนองต่อความยาวคลื่นเดียวกันจำนวนมากที่ตามนุษย์ตรวจพบ

เซลล์แสงอาทิตย์มักทำงานได้ดีกับแสงแดดธรรมชาติ เนื่องจากอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้ภายนอกอาคารหรือในอวกาศ เนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ เช่น หลอดไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์เลียนแบบสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ โซลาร์เซลล์จึงสามารถทำงานภายในอาคาร โดยให้พลังงานแก่อุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น เครื่องคิดเลขและนาฬิกา แหล่งประดิษฐ์อื่นๆ เช่น เลเซอร์และหลอดนีออนมีสเปกตรัมสีที่จำกัดมาก เซลล์แสงอาทิตย์อาจไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยแสง