Wat zijn de verschillende generaties zonnecellen?

Er zijn drie basisgeneraties van zonnecellen, maar een ervan bestaat nog niet helemaal en het onderzoek is nog gaande. Ze worden aangeduid als eerste, tweede en derde en verschillen afhankelijk van hun kosten en efficiëntie.

De eerste generatie is duur, hoog rendement. Deze zonnecellen worden op dezelfde manier vervaardigd als computers, met extreem zuiver silicium, gebruiken een enkele kruising voor het extraheren van energie uit fotonen en zijn zeer efficiënt en benaderen hun theoretische efficiëntie maximaal 33%. In 2007 waren de eerste generatie producten goed voor 89,6% van de commerciële productie, hoewel het marktaandeel sindsdien is afgenomen. De productieprocessen die worden gebruikt om ze te produceren, zijn inherent duur, wat betekent dat deze cellen jaren nodig hebben om hun inkoopkosten te betalen. Er wordt niet gedacht dat cellen van de eerste generatie energie goedkoper kunnen leveren dan fossiele brandstoffen.

De tweede generatie, die in de jaren negentig en begin 2000 een sterke ontwikkeling heeft doorgemaakt, zijn goedkope, energiezuinige cellen. Dit zijn meestal dunne film zonnecellen, ontwerpen die minimale materialen gebruiken en goedkope productieprocessen. De meest populaire materialen die voor dit type worden gebruikt, zijn koperindiumgaliumselenide, cadmiumtelluride (CdTe), amorf silicium en micromorf silicium.

Een standaardvoorbeeld van cellen van de tweede generatie is die van Nanosolar, die een speciale machine gebruikt om de cellen extreem snel te printen. Hoewel deze cellen slechts een conversie-efficiëntie van 10-15% hebben, maken de verminderde kosten dit tekort meer dan goed. Tweede generatie cellen hebben het potentieel om kosteneffectiever te zijn dan fossiele brandstof.

Derde generatie zonnecellen zijn slechts een onderzoeksdoel en bestaan ​​nog niet echt. Het doel van zonne-energieonderzoek is om goedkope, zeer efficiënte cellen te produceren. Dit zijn waarschijnlijk dunne-filmcellen die nieuwe benaderingen gebruiken om efficiënties in het bereik van 30-60% te verkrijgen. Sommige analisten voorspellen dat cellen van de derde generatie ergens rond 2020 in de handel kunnen worden gebracht, maar dit is slechts een gok. Technologieën in verband met producten van de derde generatie zijn onder meer fotovoltaïsche cellen met meerdere functies, tandemcellen, cellen met nanostructuur om invallend licht beter op te vangen, en het gebruik van overtollige thermische opwekking om spanningen of dragerverzameling te verbeteren.