Fotovoltické zariadenia vyrábajú elektrickú energiu priamo zo slnečného žiarenia prostredníctvom elektronického procesu, ktorý sa prirodzene vyskytuje v určitých typoch materiálov, nazývaných polovodiče. Elektróny v týchto materiáloch sa uvoľňujú slnečnou energiou a môžu byť prinútené cestovať cez elektrický obvod, napájať elektrické zariadenia alebo posielať elektrinu do siete.
Fotovoltaické panely možno použiť na napájanie čohokoľvek od malej elektroniky, ako sú kalkulačky a dopravné značky, až po domácnosti a veľké komerčné podniky. V princípe ide o absorbciu svetelných fotónov zo slnka ktoré generujú jednosmerný prúd. Striedač premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd. Striedavý prúd prechádza hlavným rozvádzačom a umožňuje tak dodávku elektrickej energie primárne do celého domu.
História fotovoltaickej technológie
V roku 1839 francúzsky fyzik Alexander E. Becquerel objavil fotovoltaický efekt zahŕňajúci premenu slnečnej energie na elektrickú energiu v polovodičovom prvku. V roku 1954 boli verejnosti predstavené prvé solárne fotovoltické zariadenie, ktoré produkovalo použiteľné množstvo elektriny a do roku 1958 sa solárne články používali v rôznych malých vedeckých a komerčných aplikáciách.
Energetická kríza v 70. rokoch 20. storočia znamenala začiatok veľkého záujmu o používanie solárnych článkov na výrobu elektriny v domácnostiach a podnikoch, ale príliš vysoké ceny (takmer 30-krát vyššie ako súčasná cena).
Priemyselný vývoj a výskum v nasledujúcich rokoch umožnili fotovoltickým zariadeniam realizovateľnejším a začal sa cyklus zvyšovania výroby a znižovania nákladov, ktorý pokračuje dodnes.
Fotovoltaický článok pozostáva z vysoko čistého kremíka. Na kremíku sa ako potenciálna bariéra vytvoril pozitívno-negatívny prechod (PN). Fotóny dopadajúce na tento prechod spôsobujú vzostup párov opačných nosičov elektrického náboja, ktoré sa v dôsledku prítomnosti PN prechodu oddelia v dvoch rôznych smeroch. Elektróny idú do polovodiča N a diery do polovodiča P. Na prechode vznikne napätie. Pretože oddelené elektrické náboje sú redundantnými nosičmi, majú tzv. nekonečnú životnosť a napätie PN prechodu je konštantné, prechod, na ktorý dopadá svetlo, pôsobí ako stabilný elektrický článok.
Moderná fotovoltika súčasnosti
V dnešnej dobe je v ponuke dostupných mnoho panelov a fotovoltických zostáv od stoviek spoločností. Líšia sa od seba podľa účinnosti, výkonu, ceny, záruky alebo i typu inštalácie.
Väčšina moderných fotovolticých panelov je vyrobená buď z kryštalického kremíka, alebo z tenkovrstvového polovodičového materiálu. Kremíkové články sú efektívnejšie pri premene slnečného žiarenia na elektrinu, ale vo všeobecnosti majú vyššie výrobné náklady. Tenkovrstvové materiály majú zvyčajne nižšiu účinnosť, ale môžu byť jednoduchšie a menej nákladné na výrobu.
