Солнечные батареи представляют собой несколько объединенных фотоэлектрических преобразователей, или так называемых фотоэлементов. Они в свою очередь являются полупроводниковыми устройствами, которые прямо преобразуют энергию нашей звезды в постоянный электрический ток.
Принцип действия солнечной батареи основывается на фотоэлектрическом эффекте. Он заключается в том, что ток под воздействием солнечных лучей генерируется в полупроводниковых материалах. В этих материалах бывает либо избыточное (n-тип) количество электронов, либо недостаточное (p-тип). Структура солнечной батареи состоит из двух типов таких полупроводниковых материалов.
В особой «зоне перехода» между такими материалами из-за разности потенциалов зарядов возникает энергетический барьер. Под воздействием солнечного света часть фотонов поглощается поверхностью элемента, отрицательный и положительный заряд передаются из одного полупроводника в другой, разность потенциалов заряда снижается, а во внешней цепи генерируется электроток.
Несомненным преимуществом такого типа устройств является то, что они позволяют получать электричество напрямую. Несколько десятков лет назад «чудом» техники считались кальтуляторы, работавшие не от батареек, а от солнечного света. Современные же солнечные батареи бывают самыми разнообразными по размеру, от панелей, помещающихся в плеере, до панелей размером с целое здание. В некоторых городах устанавливаются уже и так называемые «солнечные деревья» — конструкции в виде дерева с солнечными панелями вместо кроны.
Первые солнечные батареи были созданы на основе кремния в апреле 1954 года. Со временем их конструкция усовершенствовалась и кроме кремниевых стали производиться панели с тонкой пленкой халькогенидов, с нанокристаллическим кремнием, фотохимические на основе органических красителей, из органичного полимера и многие другие.
