Panel solar, juga dikenali sebagai "cip solar" atau "photocells" dan "sel suria", ialah kepingan semikonduktor fotoelektrik yang menggunakan cahaya suria untuk menjana elektrik secara langsung. Peranti yang secara langsung menukar tenaga cahaya suria kepada tenaga elektrik melalui kesan fotoelektrik atau kesan fotokimia. Dalam fizik, ia dipanggil photovoltaic (Photovoltaic, singkatan PV), atau singkatannya fotovoltaic. Sel solar tunggal tidak boleh digunakan secara langsung sebagai sumber kuasa. Untuk digunakan sebagai sumber kuasa, beberapa sel solar tunggal mesti disambungkan secara bersiri dan selari serta dimeterai rapat menjadi komponen. Prinsip kerjanya ialah panel solar menyerap tenaga cahaya suria pada waktu siang dan menukarnya kepada tenaga elektrik dan menyimpannya dalam bateri, dan bateri menjana tenaga lampu jalan tenaga suria pada waktu malam. Jadi mengapa panel solar menghasilkan elektrik dalam keadaan cerah?
Panel solar biasanya menggunakan peranti yang bertindak balas kepada cahaya dan boleh menukar tenaga cahaya suria kepada elektrik. Bahan yang paling biasa adalah silikon, yang merupakan salah satu bahan yang paling banyak di bumi. Ia mempunyai ciri semikonduktor, yang meletakkan asas untuk proses penukaran fotoelektrik panel solar.
Tetapi perkara pertama yang perlu difahami ialah kekonduksian silikon tulen sangat lemah, dan tiada elektron yang boleh bergerak bebas dalam struktur kristal. Untuk meningkatkan kekonduksiannya, silikon tulen biasanya didopkan dengan kekotoran surih untuk meningkatkan kekonduksiannya. Mengikut ciri ini, peranti konduktif yang berbeza boleh dibuat.
Untuk silikon yang digunakan untuk membuat panel solar lampu jalan tenaga suria, fosforus atau boron biasanya ditambah. Apabila boron ditambah, kristal silikon akan membentuk lubang. Oleh kerana atom silikon asal dikelilingi oleh 4 elektron, dan atom boron hanya dikelilingi oleh 3 elektron, lubang juga akan terhasil apabila ia didopkan ke dalam struktur kristal asal. Tanpa elektron, lubang ini sangat tidak stabil dan mudah menyerap elektron lain untuk membentuk semikonduktor jenis P.
Apabila kekotoran fosforus didopkan ke dalam kristal silikon, kerana terdapat 5 elektron di sekeliling atom fosforus, elektron tambahan akan menjadi sangat aktif, membentuk semikonduktor jenis N. Terdapat banyak lubang dalam semikonduktor jenis P, dan terdapat banyak elektron bebas aktif dalam semikonduktor jenis N. Apabila kedua-dua kenalan, elektron bebas ini akan mencari lubang dan mengisinya. Permukaan sentuhan antara kedua-duanya akan membentuk beza keupayaan, iaitu simpang PN. Bahagian P-jenis bercas positif dan negatif, dan bahagian jenis-N bercas positif.
Apabila cahaya diterima, tenaga yang terkandung dalam cahaya akan dipindahkan ke semikonduktor. Tenaga ini akan melonggarkan struktur elektron dan bergerak bebas. Ini kerana tenaga cahaya suria akan mengasingkan elektron dan lubang. Dalam keadaan biasa, foton dengan tenaga tertentu akan membebaskan elektron, yang kebetulan membentuk lubang bebas. Jika ini berlaku hanya berhampiran permukaan sentuhan, dan apabila tertarik oleh medan elektrik terbina dalam, elektron akan mengalir ke zon n, dan lubang akan mengalir ke zon P, membentuk arus dari zon jenis N ke P- zon jenis. Loji kuasa bateri terbentuk. Elektrik dibentuk oleh voltan, yang digunakan untuk mengecas.
Walau bagaimanapun, perlu diperhatikan bahawa semikonduktor bukan konduktor elektrik yang baik, dan elektron mengalir melalui persimpangan PN dan kemudian mengalir dalam semikonduktor, yang akan menyebabkan banyak kehilangan. Oleh itu, lapisan atas biasanya disalut dengan logam. Namun, jika ia dicat sepenuhnya, ia akan menyebabkan cahaya matahari gagal melepasi. Dalam keadaan biasa, grid logam digunakan untuk menutup persimpangan PN. Satu lagi perkara yang perlu diperhatikan ialah permukaan silikon sangat mencerminkan. Jika ia tidak dirawat, sejumlah besar cahaya matahari akan dipantulkan. Untuk menyelesaikan masalah ini, pengeluar lampu jalan tenaga suria biasanya akan menambah lapisan filem pelindung pekali pantulan rendah pada panel solar. Kerugian yang disebabkan oleh refleksi akan dikawal dalam tempoh 5 peratus.
