Дисципліна є вибірковою складовою професійної підготовки студентів спеціальності «Прикладна фізика та наноматеріали». Курс присвячений фізичним основам перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію, будові та фізиці роботи напівпровідникових сонячних елементів, сучасним матеріалам та високоефективним PV технологіям. Розробка і використання відновлювальних та/або альтернативних джерел енергії, в тому числі, сонячної енергії, є і буде в дальній перспективі актуальною задачею для людства, в якій залишається ще багато проблем і невирішених питань. Тому розбиратись в доцільності застосування і різновидах, а також шляхах вдосконалення елементої бази фотовольтаїчних систем – це запит сучасного етапу розвитку енергетики. Мета курсу курсу – надати студентам цілісне розуміння фундаментальних фізичних принципів, матеріалознавчих аспектів, конструкції, параметрів, ефективності та системної інтеграції фотоелектричних технологій.

Предметом вивчення є фізичні процеси у напівпровідниках, механізми фотогенерації та рекомбінації носіїв, робота p–n переходів та гетероструктур, принцип функціонування напівпровідникових сонячних комірок, параметри сонячних елементів, сучасні матеріали для сонячних елементів (Si, CIGS, CdTe, перовськіти, III–V), межі ефективності та методи їх подолання, структура фотовольтаїчних (PV) модулів і систем. Після завершення курсу студент зможе здобути цілісну компетентність: від фундаментальної фізики напівпровідників до інженерії сонячних модулів і до системного та економічного аналізу PV технологій. А саме: знання фізичних основ перетворення енергії сонячного світла в електричну енергію; роботи p–n переходів та гетероструктур; уміння розраховувати параметри сонячних елементів, оцінювати втрати (оптичні, електричні, термодинамічні); розуміння межі Шоклі–Квайссера та сучасні методи її подолання; орієнтуватися в різних PV технологіях (Si, SHJ, CIGS, CdTe, перовськіти, III–V); структури PV модуля та системи, виконувати базові розрахунки PV систем; уміння аналізувати енергетичну ефективність PV систем у різних умовах; зіставляти теоретичні межі ефективності з практичними результатами. Опанувавши ОК, студент зможе використовувати не тільки отримані теоретичні знання для подальшого навчання та професійного розвитку, а і застосовувати на практиці такі корисні навички, як, наприклад, вибір типу та потужності сонячних панелей, розрахунок кількості батарей та ін. для власних потреб.