O efekcie fotowoltaicznym
FEATUREDEfekt fotowoltaiczny nazywamy zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne. Pod wpływem strumienia fotonów światła, w kontakcie pomiędzy dwoma półprzewodnikowymi materiałami następuje wytworzenie siły elektromotorycznej. Przemiany takie mogą występować w wielu materiałach, jednak najpopularniejszym materiałem stał się krzem a w zasadzie krzemowy kryształ, w którym to elektrony poruszające od atomu do atomu są ograniczane poprzez występujące w nich wiązania chemiczne i przerwę energetyczną. Następuje utworzenie się kontaktu, występującego w formie złącza typu n-p. W takim złączu elektrony swobodne zaczynają częściej dyfundować w kierunku przewodnictwa elektronowego czyli obszaru typu n niż w kierunku przewodnictwa dziurowego czyli obszaru typu p. W stanie stabilnym miedzy tymi obszarami zostaje wygenerowana różnica potencjałów jako napięcie elektryczne. Tak długo jak będzie dostarczana energia świetlna, tak długo będzie zachodzić efekt fotowoltaiczny
Proces biologiczny zwany fotosyntezą polega na zamianie energii pochodzącej z światła słonecznego na energie chemiczną, konieczną do podtrzymania życia. Zjawisko to występuje w skali geologicznej, fotosynteza jest źródłem energii roślin. Proces ten polega na absorbowaniu przez środowisko biologiczne fotonów. W środowisku biologicznym dochodzi do procesu rozdziału ładunków, odbywa się to w centrum reakcji. Działanie ogniw fotowoltaicznych czułych na barwniki opiera się na mechanizmie McConnell’a . Barwnikami fotosyntetycznymi są kartenoidy: czerwone, pomarańczowe bądź żółte tetraperteny. Tetraperteny to barwniki roślin, które są zbudowane z 40 atomów węgla. Ogniwo jest sprzęgnięte z katalizatorem wieloelektronowym, dochodzi do oksydacji cząstek wody i wytworzenia wodoru. Układ kompensuje i przechowuje zredukowane i utlenione ekwiwalenty wytwarzające paliwo w wyniku redukcji dwutlenku węgla i oksydacji wody. Układ taki składa się z anten czyli części absorbującej światło oraz centrum reakcji gdzie dochodzi do separacji ładunku. W skład układu wchodzi także katalizator, który przeprowadza produkcje energii.