Photovoltaicsは何であるか。

Photovoltaicsは原子レベルに電気にライトの直接転換である。ある材料はそれらがライトおよび解放の電子の光子を吸収する光電効果として知られている特性を表わす。これらの自由な電子が捕獲される時、電気として使用することができる電流の結果。

光電効果はフランスの物理学者によってエドマンドBequerel、最初にライトに露出されたときある特定の材料は電流の少量を作り出すことが、分った1839年に注意された。1905年に、アルベルト・アインシュタインは彼が後で物理学のノーベル賞に勝ったどの光起電技術が基づいているかに対するライトそして光電効果の性質を記述した。最初の光起電モジュールは1954年に鐘の実験室によって造られた。それは太陽電池としてそれが広まった使用を得るには余りにも高かったので勘定書を出され、大抵ちょうど興味だった。60年代では宇宙船の力を提供する、宇宙開発産業は技術の最初の深刻な使用をし始めた。宇宙計画によって、技術は進んだ、信頼性は確立され、費用は低下し始めた。70年代のエネルギー危機の間に、光起電技術は非スペース塗布のための力のもととして認識を得た。

太陽電池は同じ一種の半導体材料の、マイクロエレクトロニクス工業で使用されるケイ素のようななされる。太陽電池のために1つの側面および陰性で肯定的な電界を形作るために、薄い半導体ウエハーは特に他方では扱われる。光エネルギーが太陽電池を打つとき、電子は半導体材料の原子から緩くたたかれる。電気コンダクターが肯定的で、否定的な側面に付せば、電気回路を形作る、電子は電流-すなわち、電気の形で捕獲することができる。この電気がライトまたは用具のような負荷に、動力を与えるのにそれから使用することができる。

互いに接続され、サポート構造かフレームに取付けられるいくつかの太陽電池は電気で光起電モジュールと呼ばれる。モジュールは共通の12ボルト システムのようなある特定の電圧で電気を、供給するように設計されている。作り出される現在はどの位ライトがモジュールを打つかに直接依存している。

多数モジュールは配列を形作るために一緒にワイヤーで縛ることができる。一般にモジュールの区域より大きいまたは、より多くの電気は配列作り出される。光起電モジュールおよび配列は直流（dc）電気を作り出す。それらはシリーズおよび平行電気整理両方で必須の電圧および現在の組合せを作り出すために接続することができる。

今日の共通PV装置は単一のPVの細胞のような半導体内の電界を作成するのに接続点、かインターフェイスを、使用する。単一接続点PVの細胞では、エネルギーが等しいとまたは細胞材料のバンド ギャップより大きい電気回路のための電子を放すことができる光子だけ。すなわち、エネルギーが引きつけられる材料のバンド ギャップの上にある、低エネルギーの光子は使用されない太陽のスペクトルの部分への単一接続点の細胞の光起電応答は限られ。

この限定を回避する1つの方法は電圧を発生させるのに2個の（またはもっと）異なった細胞を、複数のバンド ギャップおよび複数の接続点と使用することである。これらは「multijunction」の細胞と言われる（また「滝」か「タンデム」細胞を呼んだ）。Multijunction装置は電気にライトのエネルギー スペクトルの多くを変えてもいいのでより高い総変換効率を達成できる。

multijunction装置はバンド ギャップの降順の個々の単一接続点の細胞の積み重ねである（例えば）。上の細胞は高エネルギー光子を捕獲し、低バンド ギャップの細胞が吸収される光子の残りを渡す。

構成の細胞の1個としてガリウム砒素（またはすべて）のmultijunctionの細胞の焦点の今日の研究の多く。そのような細胞は集中された日光の下でおよそ35%の効率に達した。他の材料はmultijunction装置のためにである無定形のケイ素およびずっと銅のインジウムのdiselenide調査した。