Když osvítí Einsteina, rozsvítí se žárovka

Jak jistě víš, solární panely zachycují a přeměňují energii ze Slunce v energii elektrickou. Zajímá tě, jak to dokáží? Je to celkem jednoduché – stačí si vzpomenout na hodiny fyziky a poučku, že nositeli elektrického proudu jsou elektrony. Jakmile dopadne elektromagnetické záření ze Slunce na povrch některých látek, uvolní se z nich právě elektrony. Tuto schopnost má například křemík, který je běžně dostupným polovodičem. Ten je uspořádán do krystalických mřížek, kde se každý jednotlivý atom drží „čtyřmi pažemi“, tzv. valenčními elektrony.

Křemík se však nepoužívá čistý, ale s příměsemi. Pokud použijeme jako příměs prvek V. A skupiny, zjistíme, že nám jeden valenční elektron oproti křemíku „přebývá“, naopak pokud zvolíme triel, jeden elektron bude chybět. V prvním případě mluvíme o vodivosti typu N, kdy elektrický proud vede nadbytečný elektron, v druhém případě mluvíme o vodivosti typu P, kdy proud vede tzv. „díra.“

Máme tedy polovinu diody, v níž je nadbytek elektronů, a druhou půlku s nedostatkem elektronů. Osvětlením článku pak vznikne v polovodiči vnitřní fotoelektrický jev. Ten spočívá v tom, že světelná energie začne vyrážet z krystalové mřížky (N) elektrony, které putují přes přechod P-N na druhou stranu barikády, kde obsazují prázdná místa, tzv. „díry" (P), které se díky tomu „pohybují“. Na přechodu P-N se vytvoří elektrické napětí, a to dá za vznik elektrickému proudu, který možná právě zásobuje vaši domácnost. 

Zdroje:

1. Tdankghoa. Solar cell.png. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_cell.png. Tento obrázek je publikován jako volné dílo.
2. PÉM, Martin. Solární energetika aneb na návštěvě v křemíkovém nebi [online]. [cit. 2015-05-20]. http://www.ceskachemie.cz/svet-chemie/popularni-ch.
3. Envato elements. Little solar panel surrounded by flowers. Dostupné z: https://elements.envato.com/little-solar-panel-surrounded-by-flowers-6G9LHRT