OGNIWA SŁONECZNE - ROZWÓJ I EKSPLOATACJA MODUŁÓW SŁONECZNYCH

Pojęcie "fotowoltaika" wywodzi się z dwóch słów - "fotografia" i "woltaniczny" oznacza metodę generowania elektryczności. Ogniwa fotowoltaiczne przetwarzają energię słoneczną na energię elektryczną; proces ten nazywa się fotowoltaiczną konwersją. Historia fotowoltaiki sięga XIX wieku, kiedy to francuski naukowiec Bequerel odkrył efekt fotowoltaiczny. Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne wykonano z półprzewodzącej płytki selenowej pokrytej cienką złotą warstwą.

Wszystkie organizmy żywe wytwarzają i zużywają energię podczas wewnętrznych procesów metabolicznych. Większość odnawialnych źródeł energii to formy energii pochodzące ze słońca, pochodzące głównie ze światła słonecznego. Zdolność do ponownego wykorzystania zasobów energii jest zazwyczaj rozumiana jako zdolność do odtworzenia zasobów energii w okresie porównywalnym z okresem życia człowieka. Energia słoneczna (helioenergia) jest nadal słabo wykorzystywana. 

Ogniwa słoneczne (ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa fotoelektryczne) to materiały półprzewodzące (substancje krystaliczne, których przewodnictwo elektryczne może być zmieniane w szerokim spektrum - np. 10-8 do 103 S na cm - przez ogrzewanie, oświetlenie lub inne działania), które dzięki efektowi fotowoltaicznemu zamieniają energię słoneczną w energię elektryczną. 

Ogniwo fotowoltaiczne to krzemowa płyta półprzewodnikowa, wewnątrz której pole elektryczne wytwarzane jest przez złącze p-n. Promienie słoneczne świecą na ogniwo fotowoltaiczne, które emituje elektrony z otworów w strukturze półprzewodnika, tworząc pary przeciwstawnych jonów. Następnie ich ładunek elektryczny jest dzielony przez pole elektryczne tworzone przez złącze p-n, formując w ten sposób różnicę potencjałów. Po podłączeniu kondensatora zaczyna płynąć prąd elektryczny. 

Panele słoneczne wykonane są z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem (Si), german (Ge), selen (Se). Dzięki podłączeniu płytek solarnych powstają ogniwa słoneczne. W zależności od ich zastosowania i jakości można zbudować panele o różnej wielkości i zastosowaniu. 

Ogniwa słoneczne znajdują zastosowanie m. in. w elektrowniach słonecznych, sztucznych satelitach, samochodach hybrydowych, lampach ogrodowych, podświetleniu znaków drogowych, ładowaniu bieżących akumulatorów w ciągu dnia oraz wykorzystywaniu energii w nocy, np. na jachtach. Rynek ogniw słonecznych jest wciąż młody i stale się rozwija. 

W kwietniu 2012 roku naukowcy z Austrii i Japonii stworzyli ogniwa słoneczne o grubości zaledwie 1,9 mikrometra. To dziesięć razy mniej niż najcieńsze obecnie dostępne urządzenia tego typu. Te ogniwa słoneczne wejdą do użytku w ciągu 5 lat.

Rynek ogniw fotowoltaicznych rośnie z roku na rok nawet o kilkadziesiąt procent.  Światowymi liderami w produkcji ogniw słonecznych są Chiny i Europa.