Bir fotovoltaik modül, güneş radyasyonundan enerji toplamak için kullanılan bağlı güneş hücrelerinin bir grubudur. Her hücre, sırayla bir panele birleştirilen bu modüllere elektriksel olarak bağlanır. Fotovoltaik paneller çeşitli yerlere monte edildiğinde, bunlar dizi olarak bilinir. Bu dizi, bir eviriciye ve gücün depolanması için bir bataryaya bağlanır.
Ne yazık ki, bu modüller bir dizi çevresel etkiye karşı hassastır, bu nedenle elementlerden korunmalarını gerektirir. Bu nedenle, güneş ışınımının hücrelere nüfuz etmesini sağlamak için hala camla örtülmeleri gerekir. Modüller ayrıca metal, cam elyaf veya plastikten yapılmış desteklerle desteklenir. Bu onları yüksek rüzgarlara karşı güçlü tutar.
Foton formundaki ışık enerjisi, fotovoltaik modül tarafından toplanır. Kristalin silikon hücreler bu fotonları bir dizi ışık frekansından toplar. Bununla birlikte, kızılötesi ve ultraviyole spektrumundaki zorluklar işlem verimliliğini sınırlar. Fotonlar silikon hücrelerini etkiler ve elektronları uyarır. Bu elektronlar uyarıldığında, elektrik üretilir ve depolanır veya bir elektrik şebekesine gönderilir.
Elektrik bağlantılarının her biri, mümkün olan en iyi voltaj çıkışını ve akımını elde etmek için bir seri halinde yerleştirilmiştir. Gölgeden kaynaklanan hücrelerin aşırı ısınması, bir diyot sistemi kullanılarak önlenir. Bir fotovoltaik modül, bir konsantre edici kullanılarak da değiştirilebilir. Bu aslında daha büyük miktarlarda foton toplayabilen ve daha küçük hücre ovalarına yönlendirebilen bir dizi mercek ve aynadır.
Bell Laboratories, 1954'te silikonlu bir fotovoltaik modül fikrini geliştirdi. Güneş ışınımını toplamak ve elektriğe dönüştürmek için ilk pratik cihaz, tesiste Daryl Chapin, Calvin Fuller ve Gerald Pearson tarafından inşa edildi. Güneş ışığı dönüşüm verimliliği oranı yaklaşık yüzde altı idi. Bu, fotovoltaik modülü etkileyen fotonların sadece küçük bir kısmının gerçekten elektrik ürettiği anlamına geliyordu. Bu, fotonları ve güneşten gelen ışığın spektrumunu daha iyi kullanmak için süreci değiştirmeye çalışarak, endüstri için büyük bir zorluk olmuştur.
En yaygın olarak fotovoltaik diziler halinde kullanılan güneş pillerinin birçok kullanımı vardır. Hesap makineleri veya bahçe aydınlatması gibi küçük cihazlara güç sağlamak için kullanılabilirler. Aksi takdirde, diğer kaynakların kullanımını dengelemek için elektrik şebekesine beslenebilecek elektrik üretmek için çatıda ve alanlarda büyük diziler oluşturulabilir. Fotovoltaiklerin uzun ömürlü olması nedeniyle, NASA ve diğer uzay ajansları, uyduların ve Uluslararası Uzay İstasyonunun çoğunu güçlendirmek için güneş zonalarından yararlandılar. Bu, bu cisimlerin enerjili ve uzun süre yerinde kalmasını sağlayan sonsuz bir güç kaynağı ve çözümü sunar.
