Saules baterija ir pusvadītāju fotoelektriskais ģenerators Saules starojuma enerģijas tiešai pārvēršanai elektriskajā enerģijā. Saules gaismas vietā var būt arī citas izcelsmes elektromagnētiskais starojums ar līdzīgu viļņa garumu.
Uzbūve
Saules baterija sastāv no silīcija, kadmija sulfīda vai gallija arsenīda (GaAs) fotoelementiem, kuri būtībā ir lielas pusvadītāju fotodiodes ar lielu p-n pārejas laukumu. Lai arī no gallija arsenīda var izgatavot saules baterijas ar visaugstāko lietderības koeficientu, tās sanāk ārkārtīgi (vairākus tūkstošus reižu) dārgākas par silīcija saules baterijām. Lielāko daļu saules bateriju ražo no silīcija. Ir vairākas ražošanas tehnoloģijas:
- No monokristāliskā silīcija. Šī tehnoloģija tika izstrādāta visātrāk. Šādas saules baterijas sanāk relatīvi dārgas, jo tur ir nepieciešams ļoti tīrs monokristāliskais silīcijs un tādi ražošanas apstākļi kā mikroshēmu ražošanā, taču šīm saules baterijām ir relatīvi liels lietderības koeficients. Līdzīgas saules baterijas izgatavo arī no gallija aresnīda (un citiem pusvadītājiem). Gallija arsenīda saules baterijām ir labāks lietderības koeficients nekā silīcija saules baterijām, taču tās ir daudz dārgākas.
- No polikristāliskā silīcija. Šī tehnoloģija tika izstrādāta vēlāk, te ir mazākas ražošanas izmaksas, jo nav nepieciešami silīcija monokristāli, taču efektivitāte ir mazāka. Pie šīs grupas parasti pieskaita arī saules baterijas, kuru struktūru veido uz stikla, nogulsnējot silīciju no gāzveida izejvielām.
- No organiskiem, elektrovadošiem polimēriem. Šīm pagaidām nav praktiskas nozīmes, jo tās pārāk ātri degradējas ultravioletā starojuma iedarbībā un tām ir ļoti zems lietderības koeficients, lai gan šī tipa saules baterijas var izgatavot ļoti lēti.
Saules bateriju jauda ir atkarīga no to izmēra un lielām ierīcēm var sasniegt vairākus desmitus kW.
Saules baterijas lieto galvenokārt kosmisko lidaparātu elektroapgādei, jo tur ir problemātiski nodrošināt kādus citus enerģijas avotus. Saules baterijas dažreiz lieto arī kā elektroenerģijas avotus nomaļās, saulainās vietās, kā arī dažām mazgabarīta elektroniskām ierīcēm (kalkulatoriem, elektroniskajiem pulksteņiem).