Фотоволтаична клетка

Фотоволтаични клетки или наричани още соларни клетки, са ключовия елемент за приемане на слънчева енергия във фотоволтаичните панели.

Структура на соларна клекта

История

Откриване на фотоелектричеството

Шотландският учен Джеймс Максуел открива електрическата проводимост на полупроводников материал, произведени от селен, облъчени със светлина. Това откритие е направено през 1874 година. Уилоугби Смит през 60-те години на 19 век използва блокчета от селен за тестване на съпротивлението при прекарването на телеграфни кабели и открива, че той притежава фотопроводимост. Десет години по-късно британските учени Уилям Адамс и неговият студент Ричард Евън Дей започват редица експерименти със селена. Двамата учени дефинират тока, произведен от селеновия материал, като фотоелектричество.

Първите клетки

Американският учен Чарлз Фритс създава една от първите селенови плочи които произвеждат постоянен ток. През 20-те години на XX-век учените задълбочават работата си върху фотоелектричеството. Този термин е бързо заменен с фотоволтаичен ефект, който е в основата на фотоволтаичните модули. Дарел Чапин през 1953 година, със селенова клетка, получава мощност от 4,9 вата на квадратен метър.

Граница на Шотки-Куисър

Структура

В зависимост от типа на клетката, размерите ѝ варират от 2-3 сантиметра до милиметри и нанометри. P и N области от силиций се нанасят върху подложка, която служи за основа. Върху тях се нанася електропроводящ слой. Накрая за изолация се поставя анти-рефликтивен слой и диелектричен слой – най-често стъкло. Диаграмата на Шотки-Куисър, дефинира ефективността на фотоволтаичната клетка.

Видове фотоволтаични клетки

• Монокристални (еднокристални) Силициеви
• Поликристални Силициеви
• Тънкослойни (аморфни силициеви, органични фотоволтаични, кадмиево-телуридови, на основата на медно-индиум-галиеви-селенид)
• Интегрирани Силициеви