Krzem jest najczęściej stosowanym materiałem do produkcji ogniw fotowoltaicznych. Wynika to z jego właściwości półprzewodnikowych, dużej dostępności w przyrodzie oraz dobrze rozwiniętej technologii produkcji.
Dlaczego krzem?
Krzem jest półprzewodnikiem, czyli materiałem, którego przewodnictwo elektryczne można kontrolować. Po odpowiednim domieszkowaniu tworzy się w nim złącze p-n, niezbędne do działania ogniwa fotowoltaicznego. Pod wpływem promieniowania słonecznego w ogniwie powstają nośniki ładunku, a ich uporządkowany ruch daje prąd elektryczny.
Najważniejsze zalety krzemu:
- dobra sprawność konwersji energii słonecznej na elektryczną,
- duża trwałość modułów fotowoltaicznych,
- powszechna dostępność surowca,
- dojrzała i masowa technologia produkcji,
- stabilność parametrów w czasie eksploatacji.
Rodzaje krzemowych ogniw PV
W instalacjach fotowoltaicznych najczęściej spotyka się:
- ogniwa monokrystaliczne – wykonane z jednego kryształu krzemu, zwykle mają wyższą sprawność i ciemny, jednolity wygląd,
- ogniwa polikrystaliczne – wykonane z wielu kryształów krzemu, dawniej bardzo popularne, zwykle o nieco niższej sprawności,
- ogniwa cienkowarstwowe z krzemu amorficznego – rzadziej stosowane w typowych instalacjach dachowych.
Ważne rozróżnienie
Aluminium, miedź i stal mogą występować w elementach instalacji fotowoltaicznej, ale nie są podstawowym materiałem aktywnym ogniwa. Aluminium stosuje się np. w ramach modułów, miedź w przewodach, a stal w konstrukcjach wsporczych. Materiałem najczęściej używanym do wytwarzania samych ogniw jest krzem.