Fotovoltaika je obor zabývající se přeměnou slunečního záření na elektřinu pomocí solárních panelů, které využívají fotovoltaické články. Tento proces využívá fotovoltaického jevu, při kterém se ve speciálních polovodičových materiálech uvolňují elektrony pod vlivem slunečního záření.
Pojem “fotovoltaika” vznikl spojením dvou řeckých slov – “phos”, což znamená světlo, a “voltaikos”, což se týká elektrického potenciálu. Tento termín byl poprvé použit v roce 1954, kdy byl vyroben první fotovoltaický článek v laboratoři Bell Telephone Laboratories.
Historie fotovoltaiky sahá až do 19. století, kdy byl v roce 1839 objeven fotovoltaický jev francouzským fyzikem Alexandrem Edmondem Becquerelem. V té době se však fotovoltaika stala předmětem spíše vědeckého zájmu než průmyslového využití.
Až v roce 1883 si americký vynálezce Charles Fritts sestrojil první fotovoltaický článek z tenké vrstvy kovu a kovového selenidu, který byl schopen přeměnit 1% slunečního záření na elektrickou energii. V průběhu 20. století se výzkum a vývoj fotovoltaických technologií pak již rozvíjel poměrně rychle.
V roce 1954 objevili američtí vědci Daryl Chapin, Calvin Fuller a Gerald Pearson první křemíkový solární článek, který byl schopen přeměnit až 6% slunečního záření na elektrickou energii. Tento objev umožnil masovou výrobu fotovoltaických panelů a začlenění fotovoltaiky do průmyslové výroby.
V průběhu 70. a 80. let 20. století se fotovoltaické technologie staly populárními pro využití na vesmírných sondách a satelitech, kde sluneční energie nahrazovala tradiční zdroje energie, jako jsou baterie nebo generátory.
V roce 1973 pak byla zprovozněna první fotovoltaická elektrárna v USA.
Od 90. let se fotovoltaika stala stále více dostupnou a využívanou pro výrobu elektrické energie na zemi. Postupně se zlepšovala účinnost fotovoltaických panelů a snižovaly se jejich náklady. V roce 2010 představovala fotovoltaika pouze 0,1% celkové světové produkce elektřiny, ale v roce 2021 se podíl fotovoltaické energie zvýšil na 3%.
Dnes dosahují fotovoltaické panely účinnosti až kolem 20-22 %. To znamená, že z celkového množství dopadajícího slunečního záření na panel, jsou schopny přeměnit 20-22 % energie na elektrickou energii.
Pro výrobu fotovoltaických panelů se využívají různé materiály. Nejčastěji používaným materiálem pro výrobu křemíkových panelů je monokrystalický nebo polokrystalický křemík. Existují však také fotovoltaické panely vyrobené z jiných materiálů, jako jsou například tenké vrstvy kovů (CdTe, CIGS) nebo organické sluneční články (OPV). Tyto materiály jsou méně běžné, ale nabízejí výhody jako například nižší náklady na výrobu nebo flexibilitu v použití.
Fotovoltaika se jednoduše stala v 21. stoletém jednou z nejrychleji rostoucích technologií v oblasti obnovitelných zdrojů energie a její využití se rozšiřuje do různých oblastí, jako jsou rodinné domy, podniky, venkovní osvětlení a mnoho dalších.