Соларни панели, познати и као "соларни чипови" или "фото ћелије" и "соларне ћелије", су фотоелектрични полупроводнички листови који користе соларно светло за директно генерисање електричне енергије. Уређај који директно претвара енергију сунчеве светлости у електричну енергију путем фотоелектричног или фотохемијског ефекта. У физици се зове фотонапонска (Пхотоволтаиц, скраћено ПВ), или скраћено фотонапонска. Појединачне соларне ћелије се не могу директно користити као извор енергије. Да би се користиле као извор енергије, неколико појединачних соларних ћелија мора бити повезано у серију и паралелно и чврсто затворено у компоненте. Његов принцип рада је једноставно да соларни панели апсорбују енергију сунчеве светлости током дана и претварају је у електричну енергију и складиште у батерији, а батерија напаја соларну енергију улично светло ноћу. Па зашто соларни панели производе електричну енергију у сунчаним условима?
Соларни панели углавном користе уређаје који реагују на светлост и могу да претварају сунчеву светлосну енергију у електричну. Најчешћи материјал је силицијум, који је један од најзаступљенијих материјала на земљи. Има полупроводничке карактеристике, што поставља основу за процес фотоелектричне конверзије соларних панела.
Али прва ствар коју треба разумети је да је проводљивост чистог силицијума веома лоша и да нема електрона који се могу слободно кретати у кристалној структури. Да би се побољшала његова проводљивост, чисти силицијум је обично допиран нечистоћама у траговима да би се побољшала његова проводљивост. Према овој карактеристици могу се направити различити проводни уређаји.
За силицијум који се користи за прављење соларних панела соларне енергије улично светло, обично се додаје фосфор или бор. Када се дода бор, кристал силицијум ће формирати рупу. Пошто је оригинални атом силицијума окружен са 4 електрона, а атом бора окружен са само 3 електрона, рупе ће се такође генерисати када се допира у оригиналну кристалну структуру. Без електрона, ова рупа је веома нестабилна и лако апсорбује друге електроне да би формирала полупроводник П-типа.
Када се нечистоће фосфора допирају у кристале силицијума, јер око атома фосфора има 5 електрона, додатни електрон ће бити веома активан, формирајући полупроводник Н-типа. У полупроводницима П-типа има много рупа, а у полупроводницима Н-типа има много активних слободних електрона. Када два контакта дођу у контакт, ови слободни електрони ће пронаћи рупе и испунити их. Контактна површина између њих ће формирати потенцијалну разлику, односно ПН спој. Страна П-типа је позитивно и негативно наелектрисана, а страна Н-типа је позитивно наелектрисана.
Када се светлост прими, енергија садржана у светлости ће се пренети на полупроводник. Ова енергија ће олабавити структуру електрона и слободно се кретати. То је зато што ће енергија сунчеве светлости раздвојити електроне и рупе. У нормалним околностима, фотон са одређеном енергијом ће ослободити електрон, који једноставно формира слободну рупу. Ако се то догоди близу контактне површине и када их привуче уграђено електрично поље, електрони ће тећи у н зону, а рупе ће тећи у П зону, формирајући струју из зоне Н-типа до П- тип зона. Формира се електрана батерије. Електрична енергија се формира напоном, који се користи за пуњење.
Међутим, треба напоменути да полупроводници нису добри проводници електричне енергије, а електрони теку кроз ПН спој, а затим теку у полупроводнику, што ће изазвати велике губитке. Због тога је горњи слој обично обложен металом. Међутим, ако је потпуно обојен, то ће узроковати да сунчева светлост не прође. У нормалним околностима, метална решетка се користи за покривање ПН споја. Још једна ствар коју треба напоменути је да је површина силицијума веома рефлектујућа. Ако се не лечи, велика количина сунчеве светлости ће се рефлектовати. Да би решио овај проблем, произвођач уличне расвете соларне енергије обично додаје слој заштитног филма ниског коефицијента рефлексије на соларну плочу. Губитак изазван рефлексијом ће се контролисати у оквиру 5 процената.
