Более 125 лет назад Чарльз Фриттс воплотил фотоэлектрический эффект в действующем образце солнечного элемента, вырабатывающего вполне ощутимый электроток. Со временем солнечные элементы начали активно использоваться в специальных целях, например, в космосе. Однако всего только несколько последних лет тому назад технология развития силового фотоэлектричества (фотовольтаика) достигла такого уровня, что стало ясно — появился реальный источник получения электроэнергии в промышленности и в быту, причем способный занять глобальные позиции в энергетической отрасли всей планеты. За шестьдесят секунд Солнце обрушивает на Землю столько энергии, сколько нужно человеческой популяции на все нужды в течение года, а за сутки — сколько нынешнее человечество может потребить за 27 лет. Это звучит почти невероятно, но это факт, более того, энергия Солнца бесплатна и что называется «возобновляема» — по разным оценкам Солнце не погаснет в течение ближайших полутора-двух миллиардов лет. Одна общая проблема — как рационально и недорого преобразовать «дармовую» энергию нашей звезды в доступную для использования форму — электрическую или тепловую. В отличие от фотовольтаики (сокращенно — PV), установки по получению тепловой энергии от Солнца называются фототермальными. Общее название обоих способов получения энергии — солнечная энергетика.
Фотовольтаика - давно не фантастика. Среди рядовых потребителей электроэнергии до сих пор бытует мнение, что солнечная энергетика если не прихоть ученых, то, по крайней мере, дело далекого будущего. Однако стоимость электроэнергии, как и других энергоносителей, со временем будет только возрастать, поэтому поиск удобных и недорогих источников энергии абсолютно оправдан. Для того чтобы разобраться, о чем идет речь, рассмотрим всю цепочку производства электроэнергии из солнечных батарей. Первичный продукт – поликремний используется для выращивания кристаллов, которые затем распиливаются на пластины и находят свое применение в фотовольтаике и микроэлектронике. Доля использования поликремния в фотоэлементах сегодня достигает 80-85 процентов. В свою очередь, фотоэлементы используются в солнечных модулях, которые принимают солнечные лучи и перерабатывают их в электричество. В мировом производстве полупроводникового кремния в настоящее время применяют несколько основных способов изготовления кремния высокой степени чистоты. В 2007 году процесс использовался Siemens на 90 процентах действующих мощностей по производству поликремния. Кроме того, 70 процентов заявленных проектов также планируют использовать технологию Siemens. В то же время сегодня ведутся активные разработки различных альтернативных технологий, основными преимуществами которых является экономия времени и энергии, чтобы снизить стоимость конечного продукта. Хотя детали процессов в каждом случае могут отличаться, как правило, такие технологии нацелены на сокращение примесей металлов и снижение содержания бора и фосфора.