Sisu
Punase kuni violetse lainepikkusega päikesekiirgus lööb päikeseelementi elektrienergia saamiseks piisavalt energiat. Kuid päikesepatareid ei reageeri igasugusele valgusele. Infrapunaspektri lainepikkustel on liiga vähe energiat, mis on vajalik päikeseelemendi räni elektronide lõdvestamiseks - see tekitab elektrivoolu. Ultraviolettlainepikkustel on liiga palju energiat. Need lainepikkused tekitavad lihtsalt soojust, mis võib vähendada raku efektiivsust. Päikeseelemendid vajavad kasuliku elektrienergia saamiseks valgusspektris teatud lainepikkusi.
Päikeseelemendi anatoomia
Päikeseelement ehk fotoelement on räni kahekihiline võileib; üks N-tüüpi kiht sisaldab jälgi elementidest nagu arseen, et anda materjalile negatiivne elektrilaeng; teine kiht, mida nimetatakse P-tüüpi, on ühendatud muude elementidega, mis annavad positiivse laengu. Elektriliselt toimivad mõlemad pooled nagu aku klemmid; vooluringiga ühendamisel voolab elektrivool positiivsest küljest, vooluringi komponentide kaudu ja päikesepatarei negatiivsele küljele. Mõned päikesepatareid kasutavad räni kristallvormis; teised kasutavad amorfset või klaasitaolist räni. Kristalne räni kipub olema valguse muundamisel tõhusam, kuid maksab rohkem kui amorfne tüüp.
Heleduse mõju
Heledus või heledus on päikeseelemendil paistva valguse hulk. Täielikus pimeduses ei tooda raku elektrit. Kui valguse hulk suureneb, kasvab ka lahtri vool. Teatud heledustasandil jõuab lahtri väljund siiski piirini; sellest punktist kaugemale ei anna rohkem valgust lisavoolu. Päikesepatarei spetsifikatsioonid hõlmavad nimipinget ja voolutugevust, mis on patarei väljund otsese ereda päikese käes. Päikesepatareist maksimaalse väljundi saamiseks on oluline, et see oleks võimalikult otse päikese poole suunatud. Näiteks päikesepaneelide paigaldaja paigaldab paneeli nurga all, mis haarab suurema osa päikesekiirtest. Nurk sõltub sellest, kus asute maa peal: mida kaugemale põhja või lõuna poole ekvaatorist asute, seda järsem on nurk. Mõnel päikeseenergia "talul" on paneelid mehhanismil, mis kallutab, jälgides päikese igapäevast liikumist taevas.
Spektr, lainepikkus ja värv
Nähtav valgus on osa elektromagnetilisest spektrist, energiavorm, mis hõlmab ka raadiolaineid, ultraviolettkiirgust ja röntgenkiirte. Nähtavas valguses sisalduvad vikerkaare värvid tähistavad erinevaid lainepikkusi; näiteks punase värvi lainepikkus on umbes 700 nanomeetrit ehk miljardi meetrit meetrist ja 400 nanomeetrit on violetse lainepikkus. Päikeserakud reageerivad paljudele samadele lainepikkustele, mida inimsilm tuvastab.
Päikesevalgus või tehisvalgus
Päikesepatareid töötavad loodusliku päikesevalgusega üldiselt hästi, kuna enamus päikeseenergial töötavaid seadmeid kasutatakse õues või kosmoses. Kuna kunstlikud valgusallikad, näiteks hõõglambid ja päevavalguslambid, jäljendavad Päikese spektrit, võivad päikesepatareid töötada ka siseruumides, toites väikseid seadmeid nagu kalkulaatorid ja kellad. Teiste kunstlike allikate, näiteks laserite ja neoonlampide, värvispektrid on väga piiratud; päikesepatareid ei pruugi nende valgusega nii tõhusalt töötada.