الخلية الشمسية أو ما تسمى بالخلية الفوتوفولتائية , هي عبارة عن ثنائي (Diod) ذي مساحة سطحية واسعة تحتوي على وصلة (كوصلة p-n ) , مع عدم وجود فولتية مسلطة <br />مباشرة على وصلة الاتصال , وتقوم بتحويل طاقة الفوتون الساقطة على سطحها الى <br />طاقة كهربائية, يمكن استخلاصها إلى الحمل (Load) المربوط على طرفي الخلية .<br />بعد اتصال النوع الموجب (P) مع النوع السالب (n) لتكوين الوصلة ، فان الإلكترونات من النوع (n) سوف تنتشر من خلال الوصلة إلى النوع (p) , أما الفجوات في النوع (p) فإنها سوف تنتشر من خلال الوصلة إلى النوع (n) إلى أن يتعادل مستوى فيرمي (Fermi level) بين النوعين nوp حيث يتولد مجال كهربائي ثابت في الوصلة <br /> . وتسمى المنطقة التي تنتشر فيها الإلكترونات عبر الوصلة p-n بمنطقة الاستنزاف وذلك لأنها لا تحتوي على شحنات تحركية , وعند مغادرة الشحنات التحركية هذه المنطقة تاركة <br />وراءها ذرات الشوائب المتأينة غير المتحركة. وبما أن هناك قابلات سالبة الشحنة في المنطقة P ضمن منطقة الاستنزاف ومانحات موجية الشحنة في المنطقة (n) ضمن <br />منطقة الاستنزاف ، تسمى منطقة الاستنزاف هذه أيضا بمنطقة شحنة الفضاء ,تتركب الخلية الشمسية السليكونية احادية التبلور النموذجية من ربط سليكون من نوع (p) (الذي ينتج عادة بانتشار البورون كشوائب) مشكلا قاعدة الخلية ثم طبقة n بسمك (0.1-0.5 μm) (وتنشأ بانتشار الفسفور). ويتكون الوصل الخلفي على قاعدة الخلية بواسطة تبخير الالمنيوم في الفراغ. وظيفتها جمع التيار المتولد في الخلية, ووصل السطح الأمامي يكون بشكل شبكة تغطي (5-10%) من مساحة الخلية الامامية وظيفتها ايضا جمع التيار المتولد في الخلية , وتستعمل الفضة كموصل اومي للمادة من نوع n . كما تستعمل عدة طبقات معدنية مثل Ti/pd/Ag في بعض الاحيان لتحسين الربط ومنع التفاعلات الكهروكيمائية الغير المرغوبة, واخيرا يستعمل طبقة مانعة للانعكاس (antireflection) التي وظيفتها تقليل كمية الضوء المفقود بسبب الانعكاس من سطح الخلية .<br />وان مبدأ عمل الخلية الشمسية هي عند سقوط فوتون ضوئي ذو طاقة اكبر من طاقة الفجوة على سطح الخلية الشمسية يمكن ان يتولد زوج الكترون- فجوة والذي ينجرف الى الخارج فيولد تيارا ضوئيا (Photocurrent) I ph في الاتجاه العكسي (Revers direction) وهذا بدوره يولد فرق جهد (V) يسري عبر مقاومة الحمل والتي هي بالاتجاه الامامي (Forward direction) لوصلة (p-n junction) p-n. <br />جامعة المستقبل الجامعه الاولى في العراق