Co to jest fotowoltaika

Fotowoltaika to temat na czasie. Coraz częściej i więcej słyszymy o energii pozyskiwanej ze słońca. Praktycznie każdy z nas może zainstalować u siebie w domu elektrownię, która wytworzy prąd ze słońca. Bardzo często panele fotowoltaiczne mylone są z kolektorami słonecznymi. O różnicy pomiędzy tymi produktami już pisaliśmy na naszym blogu: Kolektory słoneczne a fotowoltaika – czym się różnią?
Dzisiaj bardziej szczegółowo opiszemy i odpowiemy na pytanie “co to jest fotowoltaika”.

Co to jest Fotowoltaika?

Przede wszystkim samo pojęcie fotowoltaiki odnosi się do dziedziny nauki, która zajmuje się przetwarzaniem promieniowania ze słońca na energię elektryczną. Jak więc widzimy, samo pojęcie fotowoltaiki nie odnosi się do paneli fotowoltaicznych. Jednak przyjęło się, że właśnie fotowoltaiką określamy instalacje z paneli, które umieszczamy na budynkach i gruntach w celu produkcji energii elektrycznej.

Panel fotowoltaiczny

Panel fotowoltaiczny składa się z wielu ogniw fotowoltaicznych, które zbudowane są z modyfikowanego krzemu, na którym znajdują się elektrony ujemne (górna warstwa) i elektrony dodatnie (warstwa dolna). Elektrony na płytce krzemowej oddzielone są od siebie półprzewodnikowym złączem n-p. W obszarze półprzewodnika znajdziemy obszar przejściowy zwany między innymi warstwą zaporową. Zasada działania ogniwa ze złączem n-p:

“Fotony o energii większej od szerokości przerwy energetycznej są absorbowane przez elektrony walencyjne w wyniku czego, następuje ich wzbudzenie i przejście z pasma walencyjnego do pasma przewodzenia. Każdy zaabsorbowany foton generuje praktycznie tylko jedną parę nośników ładunku elektron i dziurę.1

Powyżej opisane ogniwa są ogniwami pierwszej generacji. Możemy dodatkowo podzielić je na ogniwa mono i polikrystaliczne.

Rodzaje ogniw

Z zasady przyjmujemy podział ogniw na trzy generacje.
Ogniwa krzemowe I generacji monokrystaliczne są najdroższe i najczęściej stosowane w fotowoltaice. Ich cena wynika z tego, że są najbardziej wytrzymałe i charakteryzuje je najwyższa wydajność. Ogniwa polikrystaliczne, choć są tańsze ze względu na proces produkcyjny, charakteryzują się mniejszą wydajnością.


Ogniwa II generacji to ogniwa zbudowane z innych tworzyw niż krzem. Wykonuje się je z mieszanki miedzi, indu, galu i selenu, a także z tellurku kadmu czy krzemu amorficznego. Są znacznie cieńsze i z tego względu także tańsze od ogniw z krystalicznego krzemu. Na dzisiaj jednak ta technologia nie pozwala na uzyskanie zadowalającej sprawności paneli i dlatego nie jest rozpowszechniona.


Ogniwa III generacji to ogniwa, nad którymi wciąż prowadzone są prace. W teorii są one najtańszą opcją, ale charakteryzują się bardzo niską sprawnością i żywotnością. Ich budowa jak jedynych ogniw z wyżej wymienionych nie jest oparta o półprzewodniki n-p.

Rozwój fotowoltaiki

Choć fotowoltaika znana jest od wielu lat, dopiero od jakiegoś czasu wkracza „pod strzechy”. Rozwój tej nauki doprowadził do znacznego zmniejszenia kosztów instalacji, a świadomość ekologiczna społeczeństwa zachęca instytucje naukowe i formy do poszukiwania nowszych, tańszych i jeszcze bardziej ekologicznych rozwiązań. Patrząc w przyszłość, możemy się spodziewać, że obecne panele fotowoltaiczne zostaną wyparte przez panele w postaci dachówek czy szyb w oknach. Zanim tak się stanie minie jeszcze trochę czasu. Dlatego warto zainwestować w „tradycyjną fotowoltaikę”, która do momentu upowszechnienia się nowszych technologii zwróci się nam pewnie więcej niż raz.

1Źródło: Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego Polskiej Akademii Nauk.

Recommended Posts

No comment yet, add your voice below!


Add a Comment

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *