Hva er fotovoltaiske celler?

Fotovoltaiske celler er enheter som produserer strøm direkte fra sollys. Mange fotovoltaiske celler som danner et solcelleanlegg eller solcellepanel. Disse cellene konverterer lys til elektrisitet ved å utnytte energien som skapes når fotoner fra sollys banker elektroner til en høyere energitilstand i selve cellen. Fotovoltaiske celler er sammensatt av lagdelte materialer som inkluderer to typer silisium, et antireflekterende belegg og et glassdekke. Teknologien som brukes til å produsere solcellepaneler fortsetter å avansere, og kan en dag gi i hovedsak gratis energi til kraft hjem og bedrifter.

En av de viktigste delene av en solcellecelle er materialet som brukes som halvleder. Silisium er den mest brukte halvlederen, men andre alternativer er tilgjengelige for visse applikasjoner, som kan være rimeligere enn silisium. Når lys treffer halvlederen, blir en del av lysenergien absorbert, noe som forårsaker frigjøring av elektroner. Den elektriske strømmen som resulterer er det som kan brukes som elektrisitet, og den samles opp av metallkontaktene på toppen og bunnen av solceller.

Silisium i seg selv er ikke en veldig god leder av elektrisitet. For å kunne brukes i en solcelle, må silisium modifiseres, eller "dopes", med andre elementer. Fosfor og bor er elementene du velger for dette formålet. Et lag silisiumdopet med fosfor kan utnytte det faktum at det sistnevnte elementet bare har ett elektron i det ytterste elektronskjellet. Dette er elektronet som kan slås av med lysenergi.

I det andre laget har boratomene bare tre elektroner i det ytre skallet, i stedet for fire, som silisium har. Dette skaper et sted for de ekstra elektronene å gå til, og denne bevegelsen av elektroner er det som gjør den elektriske strømmen. De to silisiumlagene har også motsatte ladninger, som er det som gir spenningen.

Silisiumkrystaller er et naturlig reflekterende materiale. Når de brukes i solceller, må de ha et antirefleksivt belegg plassert på seg, ellers vil mesteparten av solenergien som når panelet reflekteres uten å produsere strøm. Det antireflekterende belegget er den største faktoren som påvirker effektiviteten til et riktig konstruert solcellepanel. Selv med dette belegget kan imidlertid bare en relativt liten mengde lys brukes til å lage elektrisitet. Etter hvert som teknologien utvikler seg, vil fotovoltaiske celler sannsynligvis øke effektiviteten, og gjøre dem mer praktiske til daglig bruk og industriell bruk.