SVETLO NA ELEKTRICKÚ ENERGIU
Ako sa premení energia svetla na elektrickú energiu?
30.4 – 18.5. 2018
Európske solárne dni na Slovensku/ Bardejovské solárne dni
Európske Solárne Dni sú najväčšou osvetovou kampaňou zameranou na využívanie solárnej energie v Európe, ktorá v posledných ročníkoch dokázala osloviť stovky tisíc ľudí vo viac ako 20-tich štátoch.
Fotovoltický článok, fotovoltický panel
Fotovoltický článok je vlastne polovodičová dióda na veľkej účinnej ploche.
Jeho základom je tenká kremíková doštička s vodivosťou typu P, ktorá vznikne rozrezaním kremíkového ingotu na plátky o hrúbke okolo 0,3 mm. Po rozrezaní sa horná strana doštičky dopuje fosforom, čím sa vytvorí polovodivý P-N prechod. Ďalej sa vybaví antireflexnou vrstvou nitridu (článok získa tmavo modrú farbu), a sieťotlačou sa nanesú zberné spoje na zadnú a prednú stranu. Potom sa článok vypáli (sintruje) a pritom sa nanesené spoje vodivo prepoja s kremíkovým podkladom. Pri osvetlení článku dopadajú častice svetla, tzv. fotóny, predajú svoju energiu elektrónom v hornej N vrstve. Záporné elektróny sa uvoľňujú z kryštálovej mriežky a na prechode P-N vzniká elektrické napätie o veľkosti cca 0,5V. Po pripojení elektrického spotrebiča začne pretekať jednosmerný prúd. Energia dopadajúceho svetla sa vo fotovoltickom článku zmenila na energiu elektrickú. Hotové články sa spájajú spájkovanými plochými medenými páskami a skladajú sa do fotovoltických panelov.
Fotoelektrický jav objavil
Fotovoltický jav objavil v roku 1839 francúzsky fyzik Alexandre Edmond Becquerel. Prvý fotovoltický článok však bol zostrojený až v roku 1883 Charlesen Frittsem, ktorý potiahol polovodivý selén veľmi tenkou vrstvou zlata. Jeho zariadenie malo len jednopercentnú účinnosť. V roku 1946 si nechal patentovať konštrukciu solárneho článku Russel Ohl. Súčasná podoba solárnych článkov sa zrodila v roku 1954 v Bell Laboratories. Pri experimentoch s dopravným kremíkom bola objavená jeho vysoká citlivosť na osvetlenie. Výsledkom bola realizácia fotovoltického článku s účinnosťou okolo šesť percent. Význam fotovoltiky sa prejavil zvlášť v kozmonautike, kde fotovoltika tvorila prakticky jediný zdroj elektrickej energie pre umelé družice Zeme. Prvou družicou s fotovoltickými článkami bola sovietska družica Sputnik 3, vypustená na obežnú dráhu 15. Mája 1957. Na začiatku sedemdesiatych rokov sa fotovoltické články dostali z laboratórií a kozmického priestoru aj na zem, z veľkej časti vďaka ropným spoločnostiam ťažiacim v Mexickom zálive. Na automatických ropných plošinách je elektrická energia potrebná pre osvetlenie (maják) a pre ochranu proti korózii. Fotovoltické články celkom vytlačili do tej doby používané primárne články elektrickej energie.
Fotoelektrický jav vysvetlil
Fyzikálnu podstatu fotovoltického javu vysvetlil Albert Einstein, ktorý za svoj objav dostal roku 1921 Nobelovu cenu.