Ogniwa i panele fotowoltaiczne pracują w zmieniających się warunkach atmosferycznych. Warunki te wpływają na parametry ogniw. Czynnikiem, mającym istotny wpływ na zmianę parametrów ogniwa, jest jego temperatura.

Zmiany natężenia padającego światła i zmiana temperatury otoczenia oddziałują na temperaturę ogniw, wpływ ma również wilgotność oraz prędkość wiatru. Wiatr stanowi naturalny czynnik chłodzący. Na lepsze chłodzenie (wentylacje) może wpłynąć montaż paneli (umieszczenie paneli na stelażach zwiększa cyrkulację powietrza).
W Polsce zakres rozważanych temperatur, w których pracują ogniwa fotowoltaiczne to przedział od -20 \( _{}^{o}\textrm{C} \) do 70 \( _{}^{o}\textrm{C} \) (standardowe panele fotowoltaiczne pracują w zakresie temperatur od -40 \( _{}^{o}\textrm{C} \) do +85 \( _{}^{o}\textrm{C} \)).

Większe natężenie światła to większa ilość zaabsorbowanej energii, więc zwiększenie natężenia światła wpływa pozytywnie na wydajność ogniw. W przypadku powszechnie stosowanych ogniw krzemowych wraz ze wzrostem temperatury następuje zmniejszenie wydajności ogniwa.

Wraz z temperaturą zmieniają się parametry materiałowe:

• współczynnik absorpcji,
• szerokość przerwy energetycznej,
• ruchliwość ładunków,
• koncentracja nośników ładunku.

Współczynnik absorpcji krzemu [1] i przerwa energetyczna [2] maleją wraz z temperaturą. Koncentracja nośników wzrasta ze wzrostem temperatury [3]. Ruchliwość nośników w półprzewodnikach zależy wykładniczo od temperatury. W niskich temperaturach temperaturowa zależność ruchliwości jest zależnością ( 1 ). We wzorze jako \( \mu \) oznaczono ruchliwość nośników, a jako \( T \) temperaturę bezwzględną.

Dla wysokich temperatur ruchliwość opisana jest zależnością ( 2 ).

Wzrost temperatury związany jest też ze zmniejszeniem zdolności do rozseparowania dziur i elektronów oraz zwiększeniem rozpraszania nośników ładunku na drganiach sieci krystalicznej. Zmiany te powodują zmniejszenie napięcia złącza p-n i zmiany w ruchliwości nośników ładunków. W konsekwencji wraz ze wzrostem temperatury rośnie prąd zwarcia. W przypadku wzrostu temperatury z \( 25_{}^{o}\textrm{C} \) do \( 60_{}^{o}\textrm{C} \) zmiana napięcia obwodu otwartego wyniesie \( 1,2\% \), natężenia mocy wyjściowej o \( 1,3\% \), a współczynnika wypełnienia o \( 1,0\% \) [4].

W przypadku komercyjnego panelu fotowoltaicznego o podatności na zmiany temperatury informują parametry podawane na karcie katalogowej każdego ogniwa tzw. współczynniki temperaturowe. Współczynnik temperaturowy (ang. temperature coefficient) podawany jest dla mocy maksymalnej, napięcia obwodu otwartego i prądu zwarcia panelu. Panel powinien wykazywać temperaturę ogniw podczas pracy w warunkach NOTC (ang. Normal Operating Cell Temperature) równą co najwyżej \( 45_{}^{o}\textrm{C} \) (im mniejsza wartość tym wyższej jakości jest panel).

Na Rys. 1 zestawiono parametry temperaturowe dla czterech komercyjnie dostępnych paneli fotowoltaicznych:
I - moduł monokrystaliczny BEM 355W White (Seria extreme plus) 66 ogniw (firma: Brukbet),
II - moduł dwustronnie aktywny z ogniwami typu PERT, BEM 335W, III - Opti seria Nivo Extreme (firma: BrukBet),
III - moduł polikrystaliczny serii SV60P o mocy 280Wp (firma: Selfa),
IV- moduł monokrystaliczny serii SV60M o mocy do 315Wp (firma: Selfa).

Zmiany wydajności w funkcji temperatury dla powyższych paneli fotowoltaicznych przedstawiono na wykresie ( Rys. 2 ).

Jak można odczytać z wykresu Rys. 2, w temperaturze 60 stopni wydajność spada o \( 1,5\% \) względem wartości w 40 stopniach Celsjusza. Ciągła praca paneli fotowoltaicznych w wysokich temperaturach niesie za sobą również ryzyko skrócenia ich żywotności. Ochrona i dłuższa żywotność może być zapewniana poprzez użycie dodatkowych warstw ochronnych (np. wzmocnionej foli elektroizolacyjnej lub dodatkowej tafli szklanej) oraz poprzez zapewnienie dobrej wentylacji.