SÅ HÄR FUNGERAR SOLCELLER

Så här fungerar kristallina solceller

Den kristallina solcellen är en typ av fotodiod och består av ämnet kisel. Kisel-jonen har fyra valenselektroner. Solcellen är uppbyggd i två skikt, ett P-skikt och ett N-skikt.
Solcellens P-skiktet är dopat i ett ämne med tre valenselektroner, exempelvis bor. N-skiktet är dopat i ett ämne som har fem valenselektroner, exempelvis fosfor. Denna dopprocess skapar positiv laddning i N- skiktet och ett negativt laddat P-skikt. Mellan de bägge skikten bildas ett starkt elektriskt fält.
När en foton från solens strålar träffar solcellen ger den ifrån sig sin energi till elektronen. Om fotonen har tillräcklig energi kommer elektronen att exciteras. När elektronen hamnar i det elektriska fältet mellan skikten sveps den till det positivt laddade N-skiktet varvid elektrisk ström bildas.
Mer information om solceller kan hittas på Wikipedia.

Olika solcelltyper

De idag förekommande solcellstyperna är monokristallina celler, polykristalina celler och amorfa solceller. Du kan läsa mer om dessa olika solcellstyper under sidan Olika typer av solceller.

Framtid för solel

 En ny typ av solcell har tagits fram med nanotrådar vid Lunds Tekniska högskola vilket kan ge billigare och effektivare solceller.

Nanotrådar är så tunna att det får plats en miljon nanotrådar i ett hårstrå. Denna teknik kan ge effektivare och lägre kostnad för solceller. Det är avancerad nanoteknik som förenklat kan beskrivas som snickeri på atomnivå.
Nanotrådarna fungerar som antenner som drar åt sig solljuset och genererar elektrisk ström. En nanotråd kan ge flera gånger mer effekt än dagens kiselbaserade solceller.
Forskarna har så här långt lyckats nå en verkningsgrad på knappt 14 % vilket inte är långt efter dagens solceller. Forskarna jobbar på att öka verkningsgraden.
Bland annat så jobbas det med att hitta den ideala diametern för nanotrådarna vilket ska kunna öka antalet absorberade ljusfotoner.

Dagens kiselbaserade solceller kan bara ta upp delar av solljusets spektrum vilket ger en begränsning i möjlig verkningsgrad.
Nanotrådstekniken har potential att skapa solcellsteknik med högre verkningsgrad.

Det återstår att se om denna teknik kan utvecklas och bli kommersiellt gångbar i framtiden!