תוֹכֶן
אור קרינת השמש באורכי הגל האדום לסגול פוצץ תא סולרי עם מספיק אנרגיה ליצירת חשמל. אבל תאים סולאריים אינם מגיבים לכל צורות האור. באורכי הגל בספקטרום האינפרא אדום יש מעט מדי מהאנרגיה הדרושה בכדי להזיז אלקטרונים רופפים בסיליקון של התא הסולארי, האפקט שמייצר זרם חשמלי. לאורכי הגל האולטרה סגול יש אנרגיה רבה מדי. אורכי גל אלה פשוט יוצרים חום, מה שיכול להפחית את היעילות של התא. תאים סולאריים דורשים אורכי גל מסוימים בספקטרום האור בכדי לייצר כמויות חשמל מועילות.
אנטומיה של תא סולארי
תא סולרי, או פוטו-וולטאי, הוא כריך דו-שכבתי של סיליקון; שכבה אחת, המכונה סוג N, מכילה עקבות של אלמנטים כמו ארסן כדי לתת לחומר מטען חשמלי שלילי; השכבה השנייה, הנקראת P-type, משולבת באלמנטים אחרים שנותנים מטען חיובי. באופן חשמלי, שני הצדדים פועלים כמו מסופי סוללה; כאשר הוא מחובר למעגל, זרם חשמלי זורם מהצד החיובי, דרך רכיבי המעגל וצד השלילי של התא. חלק מתאי השמש משתמשים בסיליקון בצורה גבישית; אחרים משתמשים בסיליקון אמורפי או דמוי זכוכית. סיליקון גבישי נוטה להיות יעיל יותר בהמרת אור אך עולה יותר מהסוג האמורפי.
השפעת הבהירות
בהירות או בהירות הם כמות האור שמאירה על תא שמש. בחושך מוחלט, תא לא מייצר חשמל. ככל שכמות האור עולה, כך גם הזרם של התא. ברמת בהירות מסוימת, לעומת זאת, תפוקת התא מגיעה לגבול; מעבר לנקודה זו, יותר אור אינו נותן זרם נוסף. מפרטי תא השמש כוללים מתח נומינלי ודירוג זרם שהם תפוקת התא תחת שמש בהירה ישירה. כדי להפיק את המרב מהתא סולרי, חשוב לפנות אליו לכיוון השמש בצורה ישירה ככל האפשר. מתקין פאנלים סולאריים, למשל, יעלה על לוח בזווית שתופסת את רוב קרני השמש. הזווית תלויה איפה אתה נמצא על כדור הארץ: ככל שאתה נמצא צפונה או דרומית יותר מה קו המשווה, כך הזווית תלולה יותר. בחלק מה"חוות "באנרגיה סולארית יש לוחות על מנגנון המוטה, העוקב אחר התנועה השמשית היומית בשמיים.
ספקטרום, אורך גל וצבע
אור גלוי הוא חלק מהספקטרום האלקטרומגנטי, סוג של אנרגיה הכוללת גם גלי רדיו, קרני אולטרה סגול וצילומי רנטגן. צבעי הקשת הכלולים באור נראה מייצגים אורכי גל שונים; אורך הגל של הצבע אדום, למשל, הוא בערך 700 ננומטר, או מיליארדי מטר, ו -400 ננומטר הוא אורך הגל לסגול. תאים סולאריים מגיבים לרבים מאותם אורכי גל שאותרו עין האדם.
אור שמש או אור מלאכותי
תאים סולאריים בדרך כלל עובדים היטב עם אור שמש טבעי, מכיוון שרוב השימושים למכשירים המופעלים באמצעות שמש הם בחוץ או בחלל. מכיוון שמקורות אור מלאכותיים כמו נורות ליבון ופלורסנט מחקות את ספקטרום השמש, תאים סולאריים יכולים לעבוד גם בבית, ולהניע מכשירים קטנים כמו מחשבונים ושעונים. מקורות מלאכותיים אחרים כמו לייזרים ומנורות ניאון מגבילים מאוד את ספקטרום הצבעים; תאים סולאריים עשויים שלא לעבוד בצורה יעילה עם האור שלהם.