Princip

Fotovoltaický článek je vlastně polovodičová dioda o velké účinné ploše. Jeho základem je tenká křemíková destička s vodivostí typu P, která vznikne rozřezáním křemíkového ingotu na plátky o tloušťce kolem 0,3mm. Po rozřezání se horní strana destičky dopuje fosforem, čímž se vytvoří polovodivý P-N přechod. Dále se vybaví antireflexní vrstvou nitridu (článek získá tmavě modrou barvu), a sítotiskem se nanesou sběrné spoje na zadní i přední straně. Poté se článek vypálí (sintruje) a přitom se nanesené spoje vodivě propojí s křemíkovým podkladem. Při osvětlení článku dopadající částice světla, tzv. fotony, předají svou energii elektronům v horní N vrstvě. Záporné elektrony se uvolňují z krystalové mřížky a na přechodu P-N vzniká elektrické napětí o velikosti cca 0,5V. Po připojení elektrického spotřebiče začne protékat stejnosměrný elektrický proud. Energie dopadajícího světla se ve fotovoltaickém článku změnila na energii elektrickou. Hotové články se spojují pájenými plochými měděnými pásky a skládají se do fotovoltaických panelů.

Fotovoltaický jev objevil v roce 1839 francouzský fyzik Alexandre Edmond Becquerel. První fotovoltaický článek však byl sestrojen až v roce 1883 Charlesem Frittsem, který potáhnul polovodivý selen velmi tenkou vrstvou zlata. Jeho zařízení mělo pouze jednoprocentní účinnost. V roce 1946 si nechal patentovat konstrukci solárního článku Russel Ohl. Současná podoba solárních článků se zrodila v roce 1954 v Bell Laboratories. Při experimentech s dopovaným křemíkem byla objevena jeho vysoká citlivost na osvětlení. Výsledkem byla realizace fotovoltaického článku s účinností kolem šesti procent. Význam fotovoltaiky se projevil zvláště v kosmonautice, kde fotovoltaika tvoří prakticky jediný zdroj elektrické energie pro umělé družice Země. Prvou družicí s fotovoltaickými články byla sovětská družice Sputnik 3, vypuštěná na oběžnou dráhu 15. května 1957. Na začátku sedmdesátých let se fotovoltaické články dostaly z laboratoří a kosmického prostoru i na zem, z velké části díky ropným společnostem těžícím v Mexickém zálivu. Na automatických ropných plošinách je elektrická energie potřebná pro osvětlení (maják) a pro ochranu proti korozi. Fotovoltaické články zcela vytlačily do té doby používané primární články elektrické energie. Fyzikální podstatu fotovoltaického jevu vysvětlil Albert Einstein, který za svůj objev dostal roku 1921 Nobelovu cenu.