Фотоелектрична сонячна панель складається з десятків окремих елементів, з’єднаних між собою, що забезпечує вихідну потужність, рівну загальній кількості всіх елементів у панелі. Активним матеріалом кожної комірки є кремній, той самий елемент, з якого виготовлена твердотільна електроніка. Кремній має фотоелектричні властивості, генеруючи струм, коли ви просвічуєте його світлом.
Металоїди
Особлива група елементів, що називається металоїдами, займає область між металами та неметалами періодичної системи; металоїди мають деякі властивості металів і деякі неметали. Наприклад, металоїди можуть бути крихкими, як неметали, але проводити електрику, як метали. Два основних приклади металоїдних елементів - кремній та германій. З них кремній має більше застосування в електроніці, оскільки германій має проблеми в середовищах, тепліших за кімнатну.
Легований кремній
Процес, який називається легуванням, змішує незначну кількість домішок у кремній, змінюючи його електронні властивості. Наприклад, коли кремній легується бором, він має надлишок позитивних електричних зарядів. Залежений миш'яком заряд кремнію стає негативним. Сонячна батарея - це сендвіч з двох шарів кремнію, одного позитивного, а іншого негативного. Дві сторони виступають як позитивні, так і негативні клеми акумулятора.
Фотоелектричний ефект
Коли світло падає на поверхню сонячної комірки, енергія рухає електрони в кремнії. Підключений до ланцюга, сонячна батарея стає джерелом електричного струму. Незважаючи на те, що сила струму, яку надає одна клітина, невелика - близько декількох міліампер - струми багатьох клітин сонячної панелі, об'єднані разом, забезпечують кілька ампер струму.
Відповідь кремнію на світло
У повній темряві сонячна батарея не виробляє струму. Зі збільшенням кількості світла збільшується вихід клітини. Однак максимальний струм клітини обмежений; будь-яке додаткове світло, що перевищує максимальну яскравість, не збільшує електричної потужності. Окрім яскравості, має значення і довжина хвилі падаючого світла. Типовий кремнієвий сонячний елемент реагує на більшість видимих та інфрачервоних частин світлового спектру Сонця, але деякі довжини хвиль у жовтій та червоній областях поглинаються погано. Частина інфрачервоного випромінювання та всі довші хвилі проходять крізь сонячну батарею і не виробляють електрику.
