Vsebina
Sončno sevanje v rdeči do vijolični valovni dolžini piha sončno celico z dovolj energije za ustvarjanje električne energije. Toda sončne celice se ne odzivajo na vse oblike svetlobe. Valovne dolžine v infrardečem spektru imajo premalo energije, potrebne za preprečevanje izgube elektronov v siliciju sončne celice, kar povzroča električni tok. Ultravijolične valovne dolžine imajo preveč energije. Te valovne dolžine preprosto ustvarijo toploto, kar lahko zmanjša učinkovitost celice. Sončne celice potrebujejo določene valovne dolžine v svetlobnem spektru, da ustvarijo koristne količine električne energije.
Anatomija sončne celice
Sončna ali fotovoltaična celica je dvoslojni silikonski sendvič; ena plast, imenovana N-vrsta, vsebuje sledi elementov, kot je arzen, ki daje materialu negativen električni naboj; drugi sloj, imenovan P-tip, je prepreden z drugimi elementi, ki dajejo pozitiven naboj. Električno obe strani delujeta kot sponke akumulatorja; ko je povezan z vezjem, električni tok teče s pozitivne strani, skozi komponente vezja in na negativno stran sončne celice. Nekatere sončne celice uporabljajo silicij v kristalni obliki; drugi uporabljajo amorfni ali stekleni silicij. Kristalni silicij je bolj učinkovit pri pretvorbi svetlobe, vendar stane več kot amorfni.
Učinek svetlosti
Svetlost ali svetilnost je količina svetlobe, ki sije na sončni celici. V popolni temi celica ne proizvaja električne energije. Kolikor večja količina svetlobe, se poveča tudi trenutna celica. Na določeni stopnji svetlosti pa izhod celice doseže mejo; zunaj te točke več svetlobe ne daje dodatnega toka. Specifikacije sončne celice vključujejo nazivno napetost in tok, ki je izhod celice pod neposrednim svetlim sončnim žarkom. Da bi sončno celico zagotovili največ, je pomembno, da se čim bolj neposredno obrnemo proti soncu. Monter sončne plošče bo na primer namestil ploščo pod kotom, ki ujame večino sončnih žarkov. Kot je odvisen od tega, kje se nahajate na zemlji: dlje kot je severno ali južno od ekvatorja, tem bolj je kot. Nekatere "farme" sončne energije imajo plošče na mehanizmu, ki se nagiba in spremlja vsakodnevno gibanje sonca na nebu.
Spekter, valovna dolžina in barva
Vidna svetloba je del elektromagnetnega spektra, oblike energije, ki vključuje tudi radijske valove, ultravijolične in rentgenske žarke. Barve mavrice, ki jih vsebuje vidna svetloba, predstavljajo različne valovne dolžine; na primer valovna dolžina rdeče barve znaša približno 700 nanometrov ali milijardo metra, 400 nanometrov pa valovna dolžina vijolične. Sončne celice se odzivajo na številne iste valovne dolžine, ki jih zazna človeško oko.
Sončna ali umetna svetloba
Sončne celice na splošno dobro delujejo z naravno sončno svetlobo, saj je večina naprav za sončne naprave na prostem ali v vesolju. Ker umetni viri svetlobe, kot so žarnice in fluorescenčne žarnice, posnemajo sončev spekter, lahko sončne celice delujejo tudi v zaprtih prostorih in napajajo majhne naprave, kot so kalkulatorji in ure. Drugi umetni viri, kot so laserji in neonske žarnice, imajo zelo omejen barvni spekter; sončne celice morda ne delujejo tako učinkovito s svojo svetlobo.