1. Principiu
O celulă fotoelectrică poate fi asimilată cu o diodă fotosensibilă, funcţionarea ei bazându-se pe proprietăţile materialelor semiconductoare.
Celula fotoelectrică permite conversia directă a energiei luminoase în energie electrică. Principiul de funcţionare se bazează pe efectul fotoelectric.
De fapt, o celulă este constituită din două straturi subţiri de material semiconductor. Cele două straturi sunt dopate diferit:
• Pentru stratul N, aport de electroni periferici
• Pentru stratul P, deficit de electroni.
Între cele două straturi va apare o diferenţă de potenţial electric. Energia fotonilor luminii, captaţi de electronii periferici (stratul N) le va permite acestora să depăşească bariera de potenţial şi să creeze astfel un curent electric continuu. Pentru colectarea acestui curent, se depun, prin serigrafie, electrozi pe cele două straturi semiconductoare (Figura 1). Electrodul superior este o grilă ce permite trecerea razelor luminoase. Pe acest electrod se depune apoi un strat antireflectorizant, pentru creşterea cantităţii de lumină absorbită.
Figura 1: Schema unei celule elementare.
2. Tehnologii ale celulelor solare
Cel mai utilizat material pentru realizarea fotopilelor sau a celulelor solare este siliciu, un semiconductor de tip IV. Acesta este tetra-valent, ceea ce înseamnă că un atom de siliciu se poate asocia cu patru alţi atomi de aceeaşi natură.
Se mai utilizează arseniură de galiu şi straturi subţiri de CdTe (telură de cadmiu), CIS (cupru-indiu-diseleniu) şi CIGS.
Există mai multe tipuri de celule solare:
În tabelul următor sunt prezentate valorile randamentului tipic şi teoretic ce poate fi obţinut cu aceste diferite tehnologii.
Tabelul 1: Randamentele diferitelor tehnologii.
