Оптоэлектроника сейчас является ведущей отраслью электроники и электронных технологий, охватывающей взаимное влияние энергии электромагнитного поля и излучения в видимой области, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, а также использования этого влияния в оптоэлектронных элементах. Оптоэлектроника занимается, прежде всего, преобразованием электрических сигналов на оптические сигналы и наоборот — генерированием, преобразованием и накоплением энергии и информации, что передается световым излучением.
Электромагнитное излучение от ультрафиолетового до инфракрасного находится в диапазоне длин волн от 1 нм до около 1 мм, при этом ультрафиолетовый спектр находится в диапазоне 1-380 нм, а инфракрасный в диапазоне 780 нм — 1 мм. Излучения в диапазоне 380 нм — 780 нм является видимым излучением (для вычислений принято λ = 0,6 •10-6). Длина волны λ и частота ƒ связаны общеизвестной формулой:
с = 땃 ƒ=с/λ= 3•108/0,6 •10-6 = 5 •1014 (1/с)
где:
- с — скорость света в вакууме = 3•108 (м/с)
- ƒ — частота электромагнитного излучения (1/с)
- h — постоянная Планка = 6,626 •10-34(Дж•с)
- масса фотона (г)
- Е — энергия излучения, энергия одного фотона (квант излучения) (Дж)
Е = h • ƒ = 6,626 •10-34(Дж•с) • 5 •1014 (1/с) = 33 • 10-20 (Дж)
E=m•c2 m = E/c2 =33 • 10-20 (Дж)/9•1016 = 3,8 • 10-36 (г)
Зависимость энергии, произведенной фотоэлементом, к интенсивности солнечного излучения на единицу поверхности определяет КПД элемента:
η = (I•U/Me•A) • 100% = (P/Me•A) • 100%
где:
- I — ток фотоэлемента (А)
- U- ЭДС фотоэлемента (В)
- Р- мощность фотоэлемента (Вт)
- А — поверхность фотоэлемента (м2)
- Me — интенсивность солнечного излучения (Вт/м2)
На взаимодействие света и материи, в том числе и с полупроводником, влияющие на его волновые и корпускулярные (молекулярные) особенности. Волновые свойства доминируют в пассивных действиях, таких как: отражение, преломление, дифракция, интерференция, рассредоточение, поляризация; зато в активных действиях, таких как: абсорбция, эмиссия и люминесценция — доминируют корпускулярные свойства. Волновые или корпускулярные свойства света проявляются в разной степени в зависимости от длины волны. При коротковолновом излучении преобладают корпускулярные свойства, в случае длинных волн преобладают волновые свойства.
Световое излучение описывается энергетическими и световыми величинами. Световой поток и другие световые единицы зависят от интенсивности светового потока. Однако за интенсивность энергетического потока могут соответствовать разные параметры световых потоков и наоборот — одна и та интенсивность светового потока может быть вызвана различными энергетическими потоками. Это зависит от распределения энергетического спектра излучения. Солнечное излучение имеет диапазон длин волн от 100 нм — 10000 нм (10-7-10-4) и имеет разное количество энергии. Около 46% энергии излучения содержит видимое излучение, 47% — инфракрасное, 7% — ультрафиолет. Интенсивность солнечного излучения (Вт/м2) зависит от высоты солнца над горизонтом, а также от толщины слоя атмосферы и колеблется от 0 до 1200 Вт/м2. На рисунке ниже представлены энергетические показатели излучения . Энергию имеет как прямой так и рассеянный солнечный свет.

Преимущества и недостатки солнечного излучения как источника энергии:
Преимущества:
- Доступно по всему земному шару;
- Бесплатная энергия;
- Использование этого вида энергии не влияет на климат земли;
- Энергетические запасы солнца неиссякаемые;
Недостатки:
- Этот вид энергии можно использовать только в солнечные дни;
- Потребность в накоплении энергии (электрические аккумуляторы, накопители тепла);
- Случайная интенсивность освещения и интенсивность излучения (Вт/м2);
- Количество энергии получаемой в течении дня разная (от 0 до 5 кВт*год/м2);
- Энергия распределяется равномерно на больших площадях;
- Значительная стоимость солнечных электростанций ( окупаемость составляет, примерно, 5 лет)