תאים סולריים.

שלב 1 מתוך 7

אור נכנס, זרם יוצא

ביחידה על חשמל ראינו שזרם הוא מטען שנע במעגל סגור, ושצריך מקור שידחוף אותו. בלוח סולרי המקור הוא האור עצמו. התקרבות לצומת על צומת: פרוסה של תא אחד, עם שכבה דקה של צורן מסוג n למעלה ובסיס עבה מסוג p למטה. במקום שבו הן נפגשות, הצומת, יש שדה חשמלי מובנה.

שלב 2 מתוך 7

חצי מהאור

בחרו לוח תחת התקרבות לצומת, והסתכלו על המד שליד הנורה: הוא מראה את המתח, את הזרם ואת ההספק של תא אחד. זווית השמש נעולה, כך שהלוח פונה ישר אל השמש.

שלב 3 מתוך 7

כמה מהאור הופך לחשמל

נצילות של תא היא החלק מהספק האור שנופל עליו שהופך להספק חשמלי:

$\eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}}$$\eta =$$\frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}}$⁠

הספק האור שנופל על התא הוא עוצמת האור, בוואט למטר רבוע, כפול השטח של התא. ההספק החשמלי הוא $P = VI$⁠. שתי הבקרות נעולות.

שלב 4 מתוך 7

לאן הולך השאר

בחרו שוב צומת תחת התקרבות לצומת, ושימו לב לפוטונים: לא כולם משחררים זוג, ולא כל האנרגיה של פוטון שמשחרר זוג מגיעה למעגל.

שלב 5 מתוך 7

מוטה הרחק מהשמש

לאלומה של אור שמש יש רוחב קבוע. הטו את הלוח, ואותה אלומה נפרשת על שטח גדול יותר, כך שכל מטר רבוע מקבל פחות. אם $\theta$⁠ היא הזווית בין הכיוון שהלוח פונה אליו לכיוון השמש, האור על כל מטר רבוע הוא

$I = I_0 \cos\theta$⁠

שתי הבקרות נעולות, וזווית השמש על $60^\circ$⁠.

שלב 6 מתוך 7

חצי מההספק

אור השמש נעול על 1000 W/m², וזווית השמש פתוחה. ההספק שהתא נותן תלוי באור שהוא קולט, אבל לא רק בו: המתח, כפי שראיתם, יורד מעט כשהאור נחלש.

שלב 7 מתוך 7

זרם הפוטונים

כשמחברים את שני ההדקים ישירות, כל זוג של אלקטרון וחור שהאור יוצר עובר במעגל. הזרם הזה, זרם הקצר, מונה את הפוטונים.