Fotovoltaická elektrárna (FVE) pracuje na principu přeměny slunečního záření na elektrickou energii ve fotovoltaickém článku. Fotony ze slunečního záření dopadají na fotovoltaický článek a jsou pohlceny polovodičovým materiálem — křemíkem. Při absorbci fotonu krystalickou mřížkou dojde ke vzniku volných elektronů (na polovodiči typu N), které se pohybují k elektronovým děrám (na polovodiči typu P) a naopak, čímž dochází ke vzniku elektrického napětí. Při spojení většího množství fotovoltaických článků na fotovoltaickém panelu do sérií narůstá napětí a je vytvářen stejnosměrný proud.
Stručný historický vývoj
Ačkoliv se může zdát, že technologie přeměny slunečního záření na elektrickou energii je záležitost posledních několika let či desetiletí, fotovotaický jev (při kterém dochází k výrobě elektřiny) objevil A. E. Becquerel již v první polovině 19. století, později byl popsán fyzikem Heinrichem Hertzem. Nejen za vysvětlení fotoelektrického jevu obdržel Albert Einstein Nobelovu cenu v roce 1921.
První fotovoltaický článek s účinností okolo 1 % (polovodič potažený zlatem) byl vytvořen v roce 1883 Charlesem Frittsem. Znalosti o funkci P-N přechodu uplatnil Russell Ohl při tvorbě fotovoltaického článku s krystalickou technologií, který si nechal patentovat. V roce 1954 byl Ohlův fotovoltaický článek v Bell Laboratories doveden do podoby, kterou známe i dnes, přestože měl pouze 6% účinnost.
Skutečný rozvoj technologií přeměňujícím solární záření na elektřinu souvisel s rozvojem kosmonautiky. Fotovoltaické články zajišťují napájení satelitních a špionážních družic, Hubleova teleskopu či například vozítek odeslaných na povrch rudé planety v rámci programu Mars Exploration. S malými fotovoltaickými články jsme se mohli setkávat běžně na kalkulačkách, dnes není problém pořídit fotovoltaickou nabíječku na mobilní telefon.
Stále častější pronikání fotovoltaických článků do běžného života nás všech souvisí s jejich vyšší účinností a snižující se cenou za jejich pořízení.
