Ֆոտովոլտային բջիջ Արեւային բջիջ Ֆոտովոլտային բջիջը, որը հայտնի է նաեւ որպես արեւային բջիջ, մեծ նվաճում է վերականգնվող էներգիայի արտադրության բնագավառում։ Այս հնարամիտ տեխնոլոգիան շահագործում է ֆոտովոլտային էֆեկտը, ֆիզիկական երեւույթ, որտեղ արեւային ֆոտոնները հարվածում են կիսահաղորդչային մակերեսին, ինչի արդյունքում առաջանում են էլեկտրոններ եւ շահագործվող էլեկտրական հոսանքի սերունդ։
Ֆոտովոլտային էֆեկտ Ֆոտովոլտային էֆեկտը Ֆոտովոլտային էֆեկտը ֆիզիկայի հիմնարար երեւույթ է, որը ֆոտովոլտային բջիջների գործունեության հիմքն է։ Այն առաջանում է, երբ լույսը ֆոտոնների տեսքով հարվածում է կիսահաղորդչային նյութի մակերեսին, օրինակ՝ արեգակնային բջիջներում օգտագործվող սիլիցիումը։ Երբ ֆոտոնները փոխազդում են նյութի հետ, նրանք իրենց էներգիան փոխանցում են կիսահաղորդչային կառուցվածքում գտնվող էլեկտրոններին : Ֆոտոնների էներգիան հուզում է էլեկտրոններին, որոնք ազատում են նրանց ատոմային ուղեծրերից : Այդ էլեկտրոնները ստանում են կինետիկ էներգիա եւ անցնում են նյութի միջով։ Էլեկտրոնների այս շարժումն է, որ առաջացնում է էլեկտրական հոսանք։ Սակայն իրենց գրգռված վիճակում էլեկտրոնները հակված են վերամշակել նյութի մեջ անցքեր (բացթողումները, որոնք մնացել են բացակայող էլեկտրոնների կողմից), ինչը կարող է չեղյալ համարել ֆոտովոլտային էֆեկտը։ Այս անցանկալի ռեկոմբինացիայից խուսափելու համար ֆոտովոլտային բջիջները նախատեսված են ՊՆ միացման համար : Տիպիկ արեգակնային բջջում կիսահաղորդչային նյութի վերին շերտը դոպված է ատոմներով, որոնք ունեն ավելցուկային էլեկտրոններ (n-տիպ), իսկ ներքեւի շերտը դոպված է ատոմներով՝ ավելորդ անցքերով (p-տիպ)։ Այս կոնֆիգուրացիան ստեղծում է էլեկտրական դաշտ, որը բաց թողնված էլեկտրոնները ուղղում է դեպի n տիպի շերտ, իսկ անցքերը՝ p տիպի շերտ։ Արդյունքում ֆոտովոլտային էֆեկտով դուրս թողարկվող էլեկտրոնները հավաքվում են ֆոտովոլտային բջջի n տիպի մակերեսի վրա, իսկ անցքերը հավաքվում են p տիպի մակերեսի վրա : Լիցքերի այս անջատումը երկու շերտերի միջեւ առաջացնում է էլեկտրական պոտենցիալ, ինչի շնորհիվ անընդհատ էլեկտրական հոսանք է առաջանում, երբ արեւի լույսը հարվածում է բջջին։ Այնուհետեւ այս հոսանքը կարող է օգտագործվել որպես էլեկտրական հոսանքի աղբյուր էլեկտրական սարքավորումների համար կամ պահվել մարտկոցներում հետագայում օգտագործելու համար : Իրենց գրգռված վիճակում՝ էլեկտրաշարժիչ խմբում, այս էլեկտրոնները ազատ են շարժվելու նյութի միջով, եւ հենց էլեկտրոնի այս շարժումն է, որ ստեղծում է էլեկտրական հոսանք բջջում։
Monocrystalline սիլիկոնե բջիջ Monocrystalline սիլիկոնե բջիջներ. Այս բջիջները պատրաստված են մեկ սիլիկոնային բյուրեղից, որը նրանց տալիս է համաչափ կառուցվածք եւ բարձր արդյունավետություն : Յուրահատուկ բյուրեղային կողմնորոշումը թույլ է տալիս ավելի լավ նկարել արեւային ֆոտոնները, ինչի արդյունքում առաջանում է բարձր արդյունավետություն : Սակայն արտադրության գործընթացն ավելի բարդ է, որի արդյունքում արտադրության ծախսերը ավելի բարձր են։
Polycrystalline սիլիկոնե բջիջ Polycrystalline սիլիկոնե բջիջներ. Այս բջիջները պատրաստված են մի քանի բյուրեղներից բաղկացած սիլիկոնային բլոկներից։ Դրանք ավելի հեշտ եւ էժան են արտադրելու համար, քան մոնոկրեստալինները։ Բյուրեղների միջեւ սահմանները կարող են փոքր-ինչ նվազեցնել արդյունավետությունը, սակայն տեխնիկական առաջընթացը ժամանակի ընթացքում բարելավել է դրանց արդյունավետությունը։ Դրանք լավ հավասարակշռություն են առաջարկում ծախսերի, արդյունավետության եւ կայունության միջեւ։
Thin Film Բջիջներ. Այս բջիջները պատրաստվում են կիսահաղորդչային նյութի բարակ շերտը տեղադրելով անմիջապես ենթաստղի վրա, օրինակ՝ ապակու կամ մետաղի վրա։ Դրանք ավելի թեթեւ են եւ ավելի ճկուն, քան սիլիկոնային բջիջները, ինչը թույլ է տալիս նրանց ինտեգրվել տարբեր կիրառությունների մեջ, օրինակ՝ փափուկ արեւային տանիքների։ Արդյունավետությունը ընդհանուր առմամբ ավելի ցածր է, քան սիլիկոնային բջիջները, սակայն տեխնոլոգիական առաջընթացը նպատակ ունի բարձրացնել դրանց արդյունավետությունը։
Heterojunction Cells (HIT)՝ Այս բջիջները միավորում են կիսահաղորդչային նյութերի տարբեր շերտեր՝ ստեղծելով հետերոջունկցիայի ինտերֆեյս : Ինտերֆեյսը նպաստում է արդյունավետ լիցքավորման առանձնացմանը եւ նվազեցնում կորուստները էլեկտրոնի եւ անցքի ռեկոմբինացիայի պատճառով : HIT բջիջները ունեն լավ բերք եւ ավելի լավ արդյունք բարձր ջերմաստիճանում :
Պերովսկիտ բջիջ Պերովսկիտային բջիջներ. Պերովսկիտների վրա հիմնված բջիջները համեմատաբար նոր են եւ մեծ հետաքրքրություն են առաջացրել արտադրության հեշտության եւ արդյունավետության բարձր պոտենցիալի շնորհիվ։ Պերովսկիտային նյութերը կարելի է հեղուկ լուծույթներից գանձել՝ բացելով ավելի քիչ թանկ արտադրական պրոցեսների դուռը : Սակայն տարբեր պայմաններում երկարատեւ կայունությունն ու կայունությունը շարունակում են մնալ մարտահրավերներ : Կոմերցիոն PV բջիջների մեծ մասը միաբջիջ են, սակայն մշակվել են նաեւ բազմաբջիջ PV բջիջներ, որպեսզի ավելի բարձր արդյունավետություն ունենան ավելի բարձր գնով։
Բյուրեղապակի սիլիցիում. Մոնոկրեստալին։ Պատրաստված է մեկ սիլիկոնային բյուրեղից, այս բջիջները բարձր արդյունավետություն են առաջարկում իրենց համասեռ կառուցվածքի շնորհիվ։ Սակայն դրանց արտադրության գործընթացը բարդ է եւ թանկ։ Պոլիկրիստտալին։ Պատրաստված է մի քանի սիլիկոնային բյուրեղներից։ Այս բջիջներն ավելի մատչելի են արտադրելու համար, քան մոնոկրեստալինները։ Սակայն բյուրեղների միջեւ եղած սահմանների պատճառով դրանց արդյունավետությունը փոքր-ինչ ցածր է։
Բարակ կինոցանցեր. Cadmium Telluride (CdTe) : Այս բջիջները օգտագործում են cadmium telluride- ը որպես կիսահաղորդչային նյութ : Դրանք մատչելի են արտադրելու համար եւ հաճախ օգտագործվում են մեծ կիրառություն ունեցող ծրագրերում։ Սակայն կադմիումը թունավոր է, ինչը բարձրացնում է շրջակա միջավայրի հետ կապված մտահոգությունները։ ՝ Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) : Այս բջիջները կազմված են պղնձի, ինդիումի, գալիումի եւ սելենի շերտերից : Նրանք առաջարկում են բարձր արդյունավետություն եւ կարող են արտադրվել ճկուն մակերեսների վրա, դարձնելով դրանք հարմար որոշակի հատուկ կիրառման համար :
Օրգանական կիսահաղորդչային բջիջներ. Այս բջիջները օգտագործում են օրգանական պոլիմերներ կամ ածխածնի վրա հիմնված նյութեր՝ լույսը էլեկտրականության վերածելու համար։ Սովորաբար դրանք թեթեւ են եւ ճկուն, սակայն դրանց արդյունավետությունը հաճախ ավելի ցածր է, քան մյուս բջիջների տիպերը։
Պերովսկիտային բջիջներ. Պերովսկիտային բջիջները համեմատաբար նոր են, սակայն մեծ հետաքրքրություն են ցուցաբերում իրենց արդյունավետության բարձր պոտենցիալի եւ արտադրության ծախսերի նվազման պատճառով։ Լույս գրավելու համար օգտագործում են պերովսկիտ կոչվող բյուրեղային նյութ :