Πώς λειτουργούν

Φωτίζοντας ένα φωτοστοιχείο μετάλλου - ημιαγωγού, τα φωτόνια περνούν από το ημιαγώγιμο υλικό και φτάνουν στο μέταλλο. Από το μέταλλο αποσπώνται ηλεκτρόνια και διεισδύουν στο ημιαγώγιμο στρώμα. Έτσι το ημιαγώγιμο υλικό φορτίζεται αρνητικά, ενώ ο μεταλλικός δίσκος θετικά. Μεταξύ του αρνητικού στρώματος καιτου θετικού μεταλλικού δίσκου εμφανίζεται τάση.

Στα φωτοστοιχεία πυριτίου, όταν το φως προσπίπτει στην επιφάνειά τους, τα απορροφώμενα φωτόνια προκαλούν την εμφάνιση τάσης μεταξύ των δύο στρώσεων με παρόμοιο τρόπο. Η τάση μεταξύ των δύο στρώσεων κυμαίνεται από 0,5 έως περίπου 1Volt, ανάλογα με την ένταση του προσπίπτοντος φωτός. Συνδέοντας τη διάταξη με εξωτερικό κύκλωμα, αυτό διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, το φωτόρευμα, που αυξάνεται σχεδόν γραμμικά με την ένταση του φωτός.

Επειδή η μέγιστη ισχύς (P=VI) των φωτοστοιχείων είναι μικρή, για να δημιουργήσουμε μια πρακτικά χρήσιμη φωτοβολταϊκή γεννήτρια, συνδέουμε πολλά φωτοστοιχεία σε σειρά, παράλληλα ή μεικτά, ώστε τελικά η τάση και το ολικό ρεύμα να καλύπτουν τις εκάστοτε απαιτήσεις. Οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες ονομάζονται και φωτοβολταϊκές συστοιχίες. Στις εικόνες 4-41, 4-42 παρατηρούμε τέτοιες συστοιχίες που τροφοδοτούν έναν τηλεφωνικό θάλαμο και ένα μύλο σε λούνα παρκ.

Μέταλλο Σελήνιο

4-39 Σχηματική παράσταση της δημιουργίας τάσης στα άκρα ενός φωτοστοιχείου μετάλλου - σεληνίου (Se).

Πυρίτιο με πρόσμειξη βαρίου

Πυρίτιο με πρόσμειξη φωσφόρου

4-40 Σχηματική παράσταση της δημιουργίας τάσης στα άκρα ενός φωτοστοιχείου πυριτίου (Si).