Mae paneli solar, a elwir hefyd yn "sglodion solar" neu "ffotogelloedd" a "celloedd solar", yn ddalennau lled-ddargludyddion ffotodrydanol sy'n defnyddio golau solar i gynhyrchu trydan yn uniongyrchol. Dyfais sy'n trosi ynni golau solar yn ynni trydanol yn uniongyrchol trwy'r effaith ffotodrydanol neu'r effaith ffotocemegol. Mewn ffiseg, fe'i gelwir yn ffotofoltäig (Ffotofoltäig, wedi'i dalfyrru fel PV), neu ffotofoltäig yn fyr. Ni ellir defnyddio celloedd solar sengl yn uniongyrchol fel ffynonellau pŵer. Er mwyn ei ddefnyddio fel ffynhonnell pŵer, rhaid cysylltu sawl cell solar sengl mewn cyfres ac yn gyfochrog a'u selio'n dynn yn gydrannau. Ei egwyddor waith yn syml yw bod y paneli solar yn amsugno ynni golau solar yn ystod y dydd a'i drawsnewid yn ynni trydanol a'i storio yn y batri, ac mae'r batri yn pweru golau stryd ynni'r haul yn y nos. Felly pam mae paneli solar yn cynhyrchu trydan mewn amodau heulog?
Yn gyffredinol, mae paneli solar yn defnyddio dyfeisiau sy'n ymateb i olau a gallant drosi ynni golau solar yn drydan. Y deunydd mwyaf cyffredin yw silicon, sef un o'r deunyddiau mwyaf cyffredin ar y ddaear. Mae ganddo nodweddion lled-ddargludyddion, sy'n gosod y sylfaen ar gyfer y broses trosi ffotodrydanol o baneli solar.
Ond y peth cyntaf i'w ddeall yw bod dargludedd silicon pur yn wael iawn, ac nid oes unrhyw electronau a all symud yn rhydd yn y strwythur grisial. Er mwyn gwella ei ddargludedd, mae silicon pur fel arfer yn cael ei ddopio ag amhureddau hybrin i wella ei ddargludedd. Yn ôl y nodwedd hon, gellir gwneud gwahanol ddyfeisiadau dargludol.
Ar gyfer y silicon a ddefnyddir i wneud paneli solar o olau stryd ynni'r haul, ychwanegir ffosfforws neu boron fel arfer. Pan ychwanegir boron, bydd y grisial silicon yn ffurfio twll. Oherwydd bod yr atom silicon gwreiddiol wedi'i amgylchynu gan 4 electron, a dim ond 3 electron o amgylch yr atom boron, bydd tyllau hefyd yn cael eu cynhyrchu pan gaiff ei dopio i'r strwythur grisial gwreiddiol. Heb electronau, mae'r twll hwn yn ansefydlog iawn ac yn amsugno electronau eraill yn hawdd i ffurfio lled-ddargludydd P-math.
Pan fydd amhureddau ffosfforws yn cael eu dopio i grisialau silicon, oherwydd bod 5 electron o amgylch yr atomau ffosfforws, bydd yr electron ychwanegol yn weithgar iawn, gan ffurfio lled-ddargludydd math N. Mae yna lawer o dyllau mewn lled-ddargludyddion math P, ac mae yna lawer o electronau rhydd gweithredol mewn lled-ddargludyddion math N. Pan fydd y ddau gyswllt, bydd yr electronau rhydd hyn yn dod o hyd i dyllau a'u llenwi. Bydd yr arwyneb cyswllt rhwng y ddau yn ffurfio gwahaniaeth posibl, hynny yw, cyffordd PN. Mae'r ochr math P yn cael ei gyhuddo'n gadarnhaol ac yn negyddol, ac mae'r ochr math N yn cael ei gyhuddo'n bositif.
Pan dderbynnir golau, bydd yr egni sydd yn y golau yn cael ei drosglwyddo i'r lled-ddargludydd. Bydd yr egni hwn yn llacio adeiledd yr electronau ac yn symud yn rhydd. Mae hyn oherwydd y bydd ynni golau solar yn gwahanu electronau a thyllau. O dan amgylchiadau arferol, bydd ffoton ag egni penodol yn rhyddhau electron, sy'n digwydd i ffurfio twll rhydd. Os bydd hyn yn digwydd ychydig ger yr arwyneb cyswllt, a phan fydd y maes trydan adeiledig yn eu denu, bydd electronau'n llifo i'r parth n, a bydd tyllau'n llifo i'r parth P, gan ffurfio cerrynt o'r parth math N i'r P- parth math. Mae gwaith pŵer y batri yn cael ei ffurfio. Mae trydan yn cael ei ffurfio gan foltedd, a ddefnyddir ar gyfer codi tâl.
Fodd bynnag, dylid nodi nad yw lled-ddargludyddion yn ddargludyddion trydan da, ac mae electronau'n llifo trwy'r gyffordd PN ac yna'n llifo yn y lled-ddargludyddion, a fydd yn achosi llawer o golled. Felly, mae'r haen uchaf fel arfer wedi'i gorchuddio â metel. Fodd bynnag, os caiff ei beintio'n llawn, bydd yn achosi i olau'r haul fethu â phasio. O dan amgylchiadau arferol, defnyddir grid metel i orchuddio'r gyffordd PN. Peth arall i'w nodi yw bod wyneb silicon yn adlewyrchol iawn. Os na chaiff ei drin, bydd llawer iawn o olau'r haul yn cael ei adlewyrchu. Er mwyn datrys y broblem hon, bydd y gwneuthurwr golau stryd ynni'r haul fel arfer yn ychwanegu haen o ffilm amddiffynnol o gyfernod adlewyrchiad isel ar y panel solar. Bydd y golled a achosir gan adlewyrchiad yn cael ei reoli o fewn 5 y cant.
