Czym są ogniwa fotowoltaiczne?

Ogniwa fotowoltaiczne stosowane są zwykle do przetwarzania promieniowania słonecznego na energię elektryczną. A promieniowanie z zakresu widzialnego to praktycznie niewyczerpalne źródło czystej i darmowej energii. Jednak ogniwa fotowoltaiczne mogą również dostarczać znacznych ilości energii elektrycznej, wykorzystując promieniowanie z zakresu podczerwieni – czyli promieniowanie cieplne, które powstaje w wyniku spalania np. ropy naftowej. Ta mniej popularna technika, w której stosuje się tzw. Termiczne ogniwa fotowoltaiczne (thermophotowoltaics), ma kilka niespotykanych zalet - daje choćby możliwość wytwarzania prądu elektrycznego w nocy lub gdy niebo jest zachmurzone, dzięki czemu nie trzeba gromadzić energii w akumulatorach. W pewnych warunkach wspomniane ogniwa mogą pozwolić na zastąpienie konwencjonalnych sposobów wytwarzania energii elektrycznej opartych na spalaniu kopalin. Ich sprawność, czyli procent energii zawartej w paliwie przetworzonej na elektryczność, może być znacznie większa niż generatorów wykorzystujących gaz ziemny czy inne paliwa kopalne. Ponadto system, którego podstawą są półprzewodnikowe ogniwa, będzie przydatny w razie konieczności zminimalizowania emisji zanieczyszczeń. Co więcej, ponieważ ogniwa te nie zawierają ruchomych części, mogą pracować cicho i niezawodnie, prawie nie wymagając konserwacji i napraw. Mimo tych wszystkich zalet termiczne ogniwa fotowoltaiczne nie cieszą się taką popularnością jak ogniwa słoneczne, których sprzedaż stanowi obecnie dobrze prosperujący, chociaż niewielki segment na rynku źródeł energii. Sytuacja może się jednak zmienić w najbliższej przyszłości. Technika ogniw termicznych wywodząca się z tych samych badań naukowych które zaowocowały powstaniem ogniw słonecznych, wydaje się już rozwijać niezależnie. Sama idea powstała 40 lat temu. Niektóre z podstawowych zasad działania przedstawił jako pierwszy Pierre Aigrain w Paryżu podczas serii wykładów w 1956 roku. Na początku lat sześćdziesiątych naukowcy pracujący dla US. Army w Fort Monmouth (New Jersey) stworzyli pierwszy udokumentowany prototyp generatora wykorzystującego ogniwa termiczne. Jego sprawność była jednak mniejsza niż 1 procent. Aby generator znalazł zastosowanie w terenie, musiałaby wynosić co najmniej 10% – 15 %. Pewien wzrost sprawności przyniosły badania prowadzone w końcu lat 70 tych i na początku 80 tych między innymi przez Electric Power Research Institute w Palo Alto ( Kalifornia).