Термін «фотовольтайка» складається з двох слів - «photo», тобто «світло», і «voltaic», тобто «електрику». Сонячні батареї перетворюють сонячну енергію в електроенергію. Даний процес перетворення називається фотоелектричної конверсією. Історія сонячних батарей починається від XIX століття. Тоді французький вчений Беккерель в 1839 році відкрив фотовольтаїчний ефект. Перший фотоелемент був виготовлений з напівпровідникового селену і тонкого шару золота.
Всі живі організми виробляють і споживають енергію у внутрішніх метаболічних процесах. Більшість відновлюваних джерел енергії є формою енергії, спочатку походить з сонячної радіації, а всі викопні види палива є невідновлюваними джерелами енергії. Під поновлювані джерела енергії, найчастіше розуміємо здатність до відновлення енергетичних ресурсів в період, порівнюваний з тривалістю життя людини. В даний час сонячна енергія використовується в невеликій мірі.
Сонячна батарея - це напівпровідникові елементи, в яких відбувається перетворення сонячної енергії в електроенергію в результаті фотовольтаїчні ефекту. Вони являють собою кристалічні елементи, провідність яких може бути широко змінена шляхом легування, нагрівання, освітлення або інших факторів.
Фотоелектричні комірки - це напівпровідникові кремнієві пластини, всередині яких існує електричне поле у вигляді p-n-переходу (positive-negative). Сонячна радіація, яка падає на фотоелемент, вибиває електрони з їх місць в структурі напівпровідника, тим самим створюючи пари енергоносіїв з протилежними зарядами. Потім ці заряди розділяються існуючим електричним полем на pn - переході, що впливає на те, що в фотоелементі з'являється напруга. Варто тільки підключити до фотоелементу обладнання, яке отримує енергію, і відбувається протікання струму.
Фотоелементи сонячних батарей виробляються з напівпровідникових матеріалів, найчастіше з кремнію (Si), германію (Ge), селену (Se). Завдяки з'єднанню фотоелементів можна отримати геліоустановки. Залежно від застосування і якості існують геліоустановки з різною кількістю фотоелементів.
Фотоелементи застосовуються зокрема в сонячних електростанціях, калькуляторах, годинах, штучних супутниках Землі, в гібридних автомобілях, садових світильниках, освітлення дорожніх знаків, в підзарядці акумуляторів в денний час і використанні цієї енергії вночі, наприклад на яхтах. Ринок фотоелементів молодий, але він постійно розвивається.
У квітні 2012 року вчені з Австрії та Японії створили фотоелементи товщиною 1,9 мікрометра - це вдесятеро менше, ніж досі доступні найтонші елементи даного типу. Їх введуть в ужиток протягом 5 років.
Ринок виробників фотоелементів з кожним роком збільшується до кілька десятків відсотків. Світовими лідерами виробництва фотоелементів є Китай і Європа.
Agnieszka Jabłońska i Katarzyna Koralewska
Люди завжди намагаються знайти нові джерела відновлюваної енергії, так що не дивно, що вони особливо зацікавлені у воді та її універсальності. Відповідно, багато зусиль було спрямовано на отримання енергії з припливної та хвильової енергетики, які виробляються круговими рухами молекул води, викликаними дмахаючим по поверхні води вітром.
