W ogniwach słonecznych, czyli fotoogniwach, następuje przemiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Jeśli chcesz się więcej dowiedzieć na ten temat, zaglądnij do tego tematu.

W fotoogniwach wykorzystuje się efekt fotowoltaiczny, polegający na powstaniu siły elektromotorycznej pod wpływem promieniowania świetlnego. Jest to przykład zjawiska fotoelektrycznego wewnętrznego, zachodzącego w niektórych ciałach stałych. Jeśli są to kryształy półprzewodnikowe, to w wyniku pochłonięcia fotonów światła następuje w nich uwalnianie z wiązań atomowych elektronów walencyjnych (a więc znajdujących się na ostatniej, najbardziej zewnętrznej powłoce atomów). Elektrony te mogą swobodnie przemieszczać się wewnątrz kryształu. Puste miejsca po elektronach, zwane dziurami, mogą zajmować inne elektrony (z wiązań sąsiednich). W ten sposób obserwuje się ruch nie tylko elektronów, ale i dziur, dzięki czemu ulega zwiększeniu przewodnictwo elektryczne kryształu.
 
Ogniwa słoneczne produkowane są zatem z materiałów półprzewodnikowych (najczęściej z krzemu), tworzących złącza typu p-n. Wykonywane są one dwuwarstwowo. Dolną, grubszą warstwę tworzy półprzewodnik typu p, w którym występuje więcej dziur niż elektronów swobodnych, a wierzchnią cieńszą warstwę stanowi półprzewodnik typu n, w którym przeważają elektrony swobodne. Pod wpływem wewnętrznego pola elektrycznego następuje przejście dziur do obszaru p (ładującego się dodatnio), a elektronów do obszaru n (ładującego się ujemnie). Pomiędzy obiema częściami półprzewodnika powstaje więc różnica potencjałów, jak w zwykłej baterii. Jeśli obszary p i n połączymy zewnętrznym przewodem, to popłynie nim prąd w kierunku przeciwnym do kierunku przewodzenia ogniwa (rys.).
 

Rys. Schemat działania ogniwa słonecznego (źródło: Focus)
 
Fotoogniwa wykorzystywane są do budowy baterii słonecznych zasilających m.in. sztuczne satelity i sondy kosmiczne, niektóre kalkulatory, zegarki i ładowarki oraz urządzenia sygnalizacji drogowej i parkomaty.
  
W celu uzyskania większych napięć lub prądów pojedyncze ogniwa słoneczne łączy się ze sobą szeregowo lub równolegle w moduły fotowoltaiczne. Dla uzyskania jeszcze większych napięć lub mocy tworzy się panele słoneczne, składające się z wielu modułów fotowoltaicznych odpowiednio połączonych.
 
Więcej na ten temat można przeczytać w artykułach, zamieszczonych w tym temacie. Dołączono także liczne zdęcia (w pracach i galerii) prezentujące naważniejsze zastosowania ogniw słonecznych. Ogniwa te wykorzystywane są także w niektórych elektrowniach słonecznych (pracujących metodą helioelektryczną), o czym możecie się przekonać, zaglądając do tematu: Jak działa elektrownia i ciepłownia słoneczna?
 
Więcej informacji dotyczących efektu fotowoltaicznego, ogniw słonecznych i ich zastosowaniach znajdziecie m.in. na stronach:
Centrum Fotowoltaiki
Fotowoltaika
GreenWorld Serwis Ekologiczny
Wikipedia
           
Warto też zaglądnąć do innych tematów:
- Skąd się bierze prąd w bateriach?
- Skąd się bierze prąd w gniazdkach elektrycznych?
- Jak działa elektrownia i ciepłownia słoneczna? 
- Jak powstaje światło elektryczne? 
- Czy światło może być ostre jak brzytwa? 
- Co to jest światłowód? 
- Jak zaobserwować dyfrakcję i rozszczepienie światła? 
- Czy można wpaść w dziurę ozonową?