Fotovoltaika je vědní a technický obor zabývající se přímou přeměnou slunečního záření na elektrickou energii pomocí fotovoltaického jevu. Princip fotovoltaického efektu popsali již na konci 19. století fyzikové Edmond Becquerel a později Albert Einstein, avšak teprve v druhé polovině 20. století byly vyvinuty dostatečně účinné a levné polovodičové materiály, zejména křemík, které umožnily masovou výrobu solárních panelů. Základní stavební jednotkou fotovoltaického systému je fotovoltaický článek složený většinou z vrstvy polovodiče, na který dopadají fotony slunečního záření. Tyto fotony předávají energii elektronům v polovodiči, čímž dochází k uvolnění elektronů a vzniku elektrického proudu.
Fotovoltaické elektrárny mohou nabývat různých podob – od malých autonomních systémů napájejících domácnosti nebo dálkové přístroje, přes střešní instalace na rodinných domech, až po rozlehlé solární farmy s výkony v řádech megawattů. Účinnost jednotlivých typů fotovoltaických článků se pohybuje od přibližně 15 % u běžných křemíkových panelů, přes 20–25 % u moderních monokrystalických článků, až po více než 40 % u špičkových laboratorních vícevrstvých článků, které však zatím nejsou běžně komerčně dostupné. S vývojem nových materiálů, jako jsou tenkovrstvé či organické fotovoltaické články, vědci usilují o ještě vyšší účinnost, snížení výrobních nákladů a flexibilitu použití.
Fotovoltaika významně přispívá k rozvoji obnovitelných zdrojů energie a snižování závislosti na fosilních palivech. Výhodou je ekologický provoz bez místních emisí oxidu uhličitého a téměř nulové provozní náklady po instalaci zařízení. Mezi hlavní výzvy patří zejména nestabilita výroby energie způsobená proměnlivostí slunečního svitu a potřeba efektivního ukládání vyrobené elektřiny či jejího zapojení do inteligentních sítí (smart grids). Dalšími tématy jsou otázky recyklace vyřazených panelů a ekonomická konkurenceschopnost fotovoltaických technologií v porovnání s jinými zdroji energie. S ohledem na snižující se cenu fotovoltaických systémů, technologické pokroky a tlak na dekarbonizaci energetiky lze očekávat, že jejich podíl v energetickém mixu bude v následujících dekádách nadále výrazně růst.
PhDr. Pavel Bartoš, LL.M., DBA (Evropská akademie vzdělávání / European Academy of education)