Hvad er fotovoltaiske celler?
Fotovoltaiske celler er enheder, der producerer elektricitet direkte fra sollys. Mange fotovoltaiske celler, der er sammensat, danner en solarray eller solcellepanel. Disse celler konverterer lys til elektricitet ved at udnytte den energi, der oprettes, når fotoner fra sollys baner elektroner til en højere energitilstand i selve cellen. Fotovoltaiske celler er sammensat af lagdelte materialer, der inkluderer to typer silicium, en antireflekterende belægning og et glasafdækning. Teknologien, der bruges til at producere solcellepaneler, fortsætter med at gå videre, og kan muligvis en dag give i det væsentlige fri energi til strømboliger og virksomheder.
En af de vigtigste dele af en fotovoltaisk celle er det materiale, der bruges som halvleder. Silicium er den mest almindeligt anvendte halvleder, men andre muligheder er tilgængelige for visse applikationer, hvilket kan være billigere end silicium. Når lys rammer halvlederen, absorberes en del af lysenergien, hvilket forårsager frigørelse af elektroner. Den elektriske strøm, der resulterer, er hvad der kan bruges som elektricitet, og den opsamles af metalkontaktgitterne på toppen og bunden af solceller.
Silicium i sig selv er ikke en særlig god leder af elektricitet. For at kunne bruges i en solcelle skal silicium modificeres eller "dopes" med andre elementer. Fosfor og bor er de valgte elementer til dette formål. Et lag silicium doteret med fosfor kan drage fordel af det faktum, at sidstnævnte element kun har en elektron i sin yderste elektronskal. Dette er elektronet, der kan blive slået af med lysenergi.
I det andet lag har boratomer kun tre elektroner i deres ydre skal i stedet for fire, hvilket silicium har. Dette skaber et sted, hvor de ekstra elektroner kan gå til, og denne bevægelse af elektroner er det, der gør den elektriske strøm. De to siliciumlag har også modsatte ladninger, hvilket er hvad der giver spændingen.
Siliciumkrystaller er et naturligt reflekterende materiale. Når de bruges i fotovoltaiske celler, skal de have en antireflekterende belægning placeret på dem, ellers reflekteres det meste af solenergien, der når panelet, uden at producere elektricitet. Den antireflekterende belægning er den største faktor, der påvirker effektiviteten af et korrekt konstrueret solcellepanel. Selv med denne belægning kan der dog kun bruges en relativt lille mængde lys til at fremstille elektricitet. Efterhånden som teknologien skrider frem, vil fotovoltaiske celler sandsynligvis øge effektiviteten, hvilket gør dem mere praktiske til daglig brug og industriel brug.