Fotovoltaický článek je základní stavební jednotkou zařízení známých jako sluneční (fotovoltaické) panely, které slouží k přímé přeměně sluneční energie na elektrickou. Princip jejich fungování je založen na jevu zvaném fotovoltaický efekt, který byl poprvé popsán francouzským fyzikem Alexandrem Edmondem Becquerelem v roce 1839. K tomuto jevu dochází v polovodičových materiálech, z nichž je článek vyroben – nejčastěji se používá monokrystalický nebo polykrystalický křemík, pro speciální aplikace též sloučeniny jako GaAs (gallium arsenida).
Fotovoltaický efekt nastává, když na polovodičový materiál dopadne sluneční záření. Foton (částice světla) předá svou energii elektronu ve valenčním pásu atomu, čímž dojde k jeho uvolnění a posunu do vodivostního pásu. Tím se vytvoří pár „díra–elektron“ a na rozhraní dvou typů polovodiče (nejčastěji typu p a n) vzniká elektrické pole. Toto pole odděluje elektrony od děr a směřuje je ke kontaktním elektrodám, čímž umožňuje vznik elektrického proudu při připojení zátěže. Účinnost běžných fotovoltaických článků (solárních panelů) na bázi křemíku se pohybuje obvykle mezi 15 až 22 %, v laboratorních podmínkách lze u vícevrstvých článků dosáhnout až 47 %.
Fotovoltaické články se staly klíčovým prvkem obnovitelné energetiky. V posledních desetiletích došlo k významnému pokroku v jejich výrobě, který umožnil snižování cen a zvyšování dostupnosti této technologie pro širokou veřejnost. Vědecký výzkum se nyní zaměřuje například na nové materiály jako jsou perovskity nebo organické fotovoltaické články, zvyšování účinnosti prostřednictvím tandemových a vícevrstvých struktur a zároveň i na možnosti recyklace a prodlužování životnosti solárních panelů. Díky těmto inovacím má fotovoltaika zásadní potenciál přispět k dekarbonizaci energetiky a ochraně klimatu.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)