שינויים
/* רקע תיאורטי */
[[קובץ:תא פוטו וולטאי-סכמה.png|300px|מרכז|ממוזער|איור 1 - תא פוטו-וולטאי]]
תא שמש הוא התקן חצי-מוליך להיפוך ישיר של אנרגית השמש לחשמל. עצמת קרינת השמש שמגיעה לכדור הארץ היא <math> 1.4 kW/m^2</math> . חלק ממנה נבלע על-ידי האטמוספרה והחלק הזה הוא מינימלי כשהשמש נמצאת בזניט, אז מסלול קרני השמש באטמוספירה הוא הקצר ביותר, ועוצמת קרינת השמש המגיעה לכדור הארץ היא כ-<math>1 kW/m^2</math>. כדי לקבל הספק משמעותי נחוץ שטח גדול של סוללות תאי שמש, מה שהופך את השיטה ללא שימושית. למשל, כדי לקבל את ההספק של מנוע מכונית ממוצע עם מקדם יעילות של 20% נחוצה סוללת תאי שמש בשטח של 300 מ"ר, לעומת זאת בחלל תמיד יש אור שמש וניתן לדרוש הספק קטן יותר. למרות זאת, כששלחו חללית לשבתאי שנמצא רחוק מהשמש נאלצו לצייד אותו במקור אנרגיה גרעינית.
מקדם היעילות של תא שמש תלוי במספר גורמים. אומנם שמו מרמז על היפוך של קרינת השמש דווקא, אך אנו נתבונן במקורות אור בטמפרטורות שונות ולתא נקרא בשם תא פוטו-וולטאי. מקדם היעילות של התא היה יכול להיות מקסימלי לו כל הפוטונים הפוגעים בו היו נבלעים וגורמים לתופעה הפוטו-וולטאית. אבל ספקטרום הקרינה של גוף חם הנתון בנוסחה של פלנק (Planck), רחב בהרבה מספקטרום הבליעה של חצאי-מוליכים מוכרים (איור 2). במילים אחרות, בקרינה של גוף חם נמצאים הרבה פוטונים שאת האנרגיה שלהם אי-אפשר להפוך לאנרגיה חשמלית. חוץ מזה, לחלק מהפוטונים ישנה אנרגיה גדולה בהרבה מזו הדרושה. האנרגיה העודפת של פוטונים אלו הופכת לחום. עובדה זו מגבילה גם היא את מקדם היעילות של הפיכת אנרגית השמש לאנרגיה חשמלית.
מקדם יעילות ההפיכה של אנרגית שמש לאנרגיה חשמלית קטן בהרבה מיעילות הפיכתה לחום. למשל, במערכות קולטי שמש הפועלים בעזרת אנרגית השמש, האור הנקלט מנוצל כמעט במלואו. מאידך אין שיטה יעילה להפיכת אנרגית חום לאנרגיה חשמלית.
המקסימום בספקטרום הקרינה של גוף חם נמצא באורך גל הפרופורציוני באופן הפוך לטמפרטורה המוחלטת T של הגוף ("חוק ההעתקות של וין", W.Wien - maxT = constant- לפי ציור 2). כך, מקסימום הקרינה של מנורת להט בטמפרטורה של כ- K 3000 נמצא באורך גל של- 1 m (תחום אינפרא אדום קרוב), ושל קרינת השמש באורך גל של- 0.5 m. מהשוואת ספקטרום הבליעה של סיליקון לספקטרום הקרינה של גופים חמים מתקבל, שמקדם היעילות של תא סיליקון גדול יותר כשהוא מוקרן בקרינת שמש בהשוואה למנורת להט.
את עוצמת הקרינה הפוגעת בתא הפוטו-וולטאי נמדוד על-ידי מד קרינה. מד הקרינה ממוקם באותו מרחק מהנורה, כמו התא הפוטו-וולטאי, אך בכיוון הנגדי. יש להפעיל את מד הקרינה ברגישות של 2.5 mW/cm2 ל- 1 mV של מתח יציאה הנמדד בעזרת מולטימטר. השטח האפקטיבי של התא הפוטו-וולטאי הוא 6.8 cm2.
כמקור של אור משמשת מנורת להט הממולאת בגז (גז ארגון או קסנון מקשים על התאדות הוולפארם ומאפשרים להגדיל את טמפרטורת חוט הלהט). המנורה מחוברת למקור זרם קבוע.
[[קובץ:ספקטרום בליעה.png|300px|מרכז|ממוזער|איור 2 - ספקטרום הבליעה של סיליקון וספקטרום הקרינה של השמש (6000 K), וגוף שחור בטמפ' 3000 K.]]
