Hur fungerar solceller – en enkel förklaring
För att i grunden förstå hur en solcell fungerar behöver man ha bakgrundskunskaper inom halvledarfysik. Vi skall försöka att ge en lite enklare bild här nedan.
Är du intresserad av att se vad solceller kan göra för dig och ditt hus?
[gravityform id=”7″ title=”true” description=”true”]
Allt börjar med elektroner
Ström är egentligen laddade partiklar som rör med hjälp av en spänning – dvs om det är en hög potential på en sida så vill elektronerna röra sig till ett område med lägre potential. På så sätt uppstår ström. För att kunna röra sig behöver elektronerna röra sig i ett material som är ledande, vilket de flesta metaller är.
Halvledare
Kisel tillhör en grupp grundämnen som normalt kallas för halvledare. Ibland leder halvledare ström och ibland inte. Själva ledningsförmågan kan man själv bestämma över, vilket gör att kisel är mycket användbart. Genom att preparera och ”dopa” kisel kan man, inom materialet självt, skapa en inbyggd spänning, samtidigt som man skapar ett överskott av elektroner på ena sidan av material och ett underskott av elektroner på andra sidan av materialet.
Koppla ihop halvledaren
Genom att koppla ihop halvledaren med metall på båda sidor har man skapat en krets. En förutsättning för att få ström att flyta är att elektronerna har någonstans att ta vägen. Om elektronerna inte kan ta vägen någonstans så kan de inte heller röra sig – dvs kretsen är bruten.
Men nu skapar vi alltså en krets – och tack vare den in inbyggda spänningen i kislet så kan elektronerna röra sig åt ena hållet – men inte åt andra hållet. Men de rör sig inte av sig själva.
Tillsätt solljus
Ljus strömmar i form av fotoner med olika våglängd. Ljuset som träffar jorden har våglängder mellan 300 – 2500 nm (nanometer).
Varje foton är som ett litet energipaket som absorberas av halvledaren. För att energipaketet skall ha någon som helst inverkan så måste krävs en våglängd om 1100 nm, vilket ger en energimängd av 1,1 eV. Ungefär 23 % av ljuset ligger över denna energinivå och kan därför vara användbart för att producera elektricitet.
Energin får alltså elektronerna att bli mer lättrörliga. Minns att på ena sidan av kislet fanns det ett överskott av elektroner. Och på andra sidan ett underskott. När en elektron får tillräckligt med energi (minst 1,1 eV) så hoppar elektronen helt enkelt över till den andra sidan – och åker iväg i solcellen.
Ett lite okänt problem är faktiskt att transportskador och installationsskador på solceller är ganska vanligt. Detta på grund av att solcellerna är sköra och det lätt uppstår mikrosprickor i själva cellen. Både vid dålig lastning/lossning under transport men även vid installation.
