Zjednodušeně – co je to fotovoltaický jev?

Za principem fungování fotovoltaických článků stojí takzvaný fotovoltaický jev. Nemusíte mu vůbec rozumět, a přesto se můžete vlastní elektrárnou zajistit proti výpadkům příjmů nebo na důchod. Pro zajímavost vám ale o tomto geniálním objevu z roku 1839 něco povíme.

Pokud hledáte odbornější vysvětlení, doporučujeme odkazy na konci článku.

Od sluníčka až do zásuvky

Když dopadne foton (sluneční záření) s dostatečnou silou na povrch polovodiče, vyrazí z obalu atomu jeden elektron (záporná částice) a nechá po něm takzvanou díru (kladný náboj). Jak elektron, tak kladně nabitá díra se v rámci polovodiče mohou pohybovat, takže máme první předpoklad pro vznik napětí a proudu.

Protože se ale kladné se záporným přitahuje, elektron by s velkou chutí rád zaplul zpátky na své místo. Tomu se ovšem brání napařením mikroskopické vrstvičky dalšího materiálu na plátek křemíku, který jinak tvoří hlavní část fotovoltaického panelu. Vzniká nám takzvaný PN přechod a uvolněné elektrony se zachycují právě v té horní, napařené vrstvě.

V obou vrstvách tím pádem vzniká nadbytek – v křemíku kladný a v mikroskopické vrstvě záporný. A mezi oběma vrstvami vzniká napětí.

A to je tak nějak v kostce princip celého fotovoltaického panelu.

Objev fotoelektrického jevu – Edmond Becquerel

V roce 1839 si francouzský fyzik Alexandre Edmond Becquerel všiml, že galvanický článek se dvěma platinovými elektrodami oddělenými pórovitou stěnou ve tmě nevyrábí žádný proud, kdežto na slunci ano. Zatímco znalci hlášek z Pelíšků by na to řekli svoje, ve skutečnosti udělal pan Becquerel jeden z pověstných velkých kroků pro lidstvo – objevil fotoelektrický jev (fotovoltaický jev je jeho podmnožinou).

Díky němu dnes posíláme sondy do vesmíru, kráčíme k bezuhlíkové energetice a majitelé rodinných domů si dopřávají částečnou nezávislost na připojení k síti a zajištění před výpadkem příjmů ve stáří.

P. S. Pokud máte neodbytný pocit, že jméno Becquerel znáte v souvislosti s radioaktivitou, tak máte naprostou pravdu – za jejím objevem stojí Edmondův syn Henri Antoine Becquerel (1852-1908).

Zdroje:

https://www.cez.cz/edee/content/microsites/solarni/f8.htm
https://oenergetice.cz/elektrina/polovodice-fotovoltaicky-jev-parametry-fotovoltaickeho-clanku
https://cs.wikipedia.org/wiki/Fotoelektrick%C3%BD_jevhttps://www.cez.cz/edee/content/microsites/solarni/f6.htm

Použité fotografie:

https://pixabay.com/photos/alternative-blue-cell-clean-eco-21581/
https://pixabay.com/photos/solar-cell-solar-panel-photovoltaic-4045029/