Почему солнечный свет не становится электричеством целиком
В солнечном элементе свет высвобождает электроны в полупроводнике, а внутреннее электрическое поле направляет их к контактам. Так возникает ток. Но материал реагирует не на любой фотон одинаково: у него есть пороговая энергия, необходимая, чтобы освободить электрон.
Фотоны с энергией ниже порога обычно не создают ток и могут пройти сквозь элемент или поглотиться другими способами. Если фотон энергичнее порога, его избыток не превращается в дополнительное электричество: электрон быстро теряет эту лишнюю энергию, нагревая материал. Часть света также отражается от поверхности, а некоторые электроны успевают вернуться в исходное состояние, не дойдя до контактов.
Потери заложены в устройстве
Порог нельзя просто понизить или повысить без последствий: изменение материала меняет, какие участки солнечного спектра он способен эффективно использовать. Поэтому один фотоэлемент неизбежно пропускает или теряет часть энергии света, а преобразование сопровождается нагревом. Разработчики уменьшают отражение и другие потери, но полностью устранить их нельзя.
Важно различать число фотонов и энергию излучения: фраза «большая часть света теряется» обычно относится к доле солнечной энергии, а не обязательно к доле всех отдельных фотонов. Именно сочетание спектрального порога, отражения и нагрева объясняет, почему панель превращает в электричество лишь часть падающего на неё солнечного излучения.
