Hva er solceller laget av?

Tenker du på å anskaffe solceller til hjemmet ditt? Lurer du på hva solcellepaneler er laget av og hvordan de fungerer? Finn ut mer om konvertering av solenergi til energi, som kan hjelpe deg å spare på energiregningen hvert år! Her er alt du trenger å vite før du installerer solcelleanlegg og før du begynner å lete etter en pålitelig PV-leverandør og installatør.

Solcelleanlegg øker i popularitet overalt i Europa, ikke bare innenfor bedrifter og industriområder, men også i boligområder. Med PV-paneler så kan familier spare masse penger i året på strøm, samtidig som de gjør sin del for planeten. Solen er en uuttømmelig kraftkilde, noe som gjør den til den mest effektive fornybare energikilden for både husholdninger og industrier. Ved hjelp av et romslig lagringssystem, et solcelle-batteri, kan denne energien lagres i perioder med sterkt sollys, og brukes på andre dager, som om vinteren eller mørk, tung høst. Mange familier har allerede installert solcellepaneler på taket av hjemmene sine, men det er ikke mange som har vært interessert i hvordan slike paneler fungerer og hvordan de er bygget opp. Hva er magien som gjør solkraft til elektrisitet? Finn ut i artikkelen vår i dag. 

Når sollys treffer en Photovoltaisk (PV) celle, også kjent som en solcelle, kan det enten reflekteres, absorberes eller passere gjennom cellen. Disse cellene er hovedsakelig laget av halvledermaterialer, noe som betyr at de kan lede elektrisitet bedre enn isolatorer, men ikke så effektivt som metaller. Ulike halvledermaterialer brukes i PV-celler. 

Nå, hva er prinsippet for Photovoltaiske arbeidsceller? Når lys interagerer med halvledermaterialet, absorberer det energien og overfører den til negativt ladede partikler i materialet, kalt elektroner. Denne ekstra energien gjør at elektronene kan bevege seg gjennom materialet og generere en elektrisk strøm. Metallkontakter på PV-cellen, arrangert i et nettlignende mønster, trekker ut denne strømmen, som deretter kan brukes til å drive boliger og bidra til det elektriske nettet.

Effektiviteten til en PV-celle er i hovedsak den elektriske kraften som produseres av cellen sammenlignet med energien fra det innfallende lyset. Denne beregningen indikerer cellens effektivitet i å konvertere energi fra en form til en annen. Elektrisitetseffekten fra PV-celler påvirkes av faktorer som intensiteten og bølgelengdene til tilgjengelig lys, samt ulike ytelsesattributter til cellen.

En avgjørende egenskap ved PV-halvledere er båndgapet, som bestemmer bølgelengdene av lys materialet kan absorbere og konvertere til elektrisk energi. Båndgapet er avstanden mellom valensbåndet til elektroner og ledningsbåndet. Det representerer minimumsenergien som kreves for å eksitere et elektron opp til en tilstand i ledningsbåndet hvor det kan delta i ledning. Når båndgapet til halvlederen samsvarer med bølgelengdene til det innfallende lyset, kan solcellen effektivt utnytte all tilgjengelig energi.

Nå vet du hvordan solceller fungerer, det er på tide å undersøke materialet som gjør effekten fra solen til solenergi. Flere typer solceller trenger en annen type solcellemateriale. La oss nå fordype oss i listen over mest brukte Photovoltaiske materialer for PV-celler: 

Tynnfilmsolceller lages ved å avsette ett eller flere tynne lag med PV-materiale på et bærende underlag som glass, plast eller metall. To hovedtyper av tynnfilm PV-halvledere dominerer markedet: cadmium telluride (CdTe) and copper indium gallium diselenide (CIGS). Mens CdTe-celler tilbyr kostnadseffektive produksjonsprosesser, ligger effektiviteten deres fortsatt bak silisium. CIGS-celler har lovende egenskaper for PV-applikasjoner, men står overfor kompleksitet i produksjonen. Begge materialene krever forbedret beskyttelse sammenlignet med silisium for langvarig utendørsdrift.

Silisium står som det mest utbredte halvledermaterialet som brukes i solceller, og står for omtrent 95 % av modulene som selges i dag. Det er også det nest mest tallrike materialet på jorden, etter oksygen, og mye brukt i databrikker. Krystallinske silisiumceller består av silisiumatomer koblet sammen for å danne et krystallgitter, og gir en organisert struktur som forbedrer omdannelsen av lys til elektrisitet. Disse silisiumbaserte solcellene tilbyr en blanding av høy effektivitet, lave kostnader og lang levetid, som ofte varer i 25 år eller mer samtidig som de beholder over 80 % av sin opprinnelige effekt.

Perovskittsolceller, en undertype av tynnfilmceller, henter navnet sitt fra deres særegne krystallstruktur. Disse cellene inneholder lag av materialer avsatt på et underlag. Perovskittceller er relativt enkle å sette sammen og viser effektivitet som kan sammenlignes med krystallinsk silisium. Effektiviteten har raskt forbedret seg i laboratoriet, men kommersiell levedyktighet avhenger av å forbedre holdbarheten for langvarig utendørsbruk og utvikle kostnadseffektive produksjonsteknikker.

Kvanteprikkede solceller utnytter bittesmå halvlederpartikler, bare nanometer i størrelse, for å lede elektrisitet. Mens de tilbyr nye halvlederbehandlingsmetoder, gjenstår det utfordringer med å etablere effektive elektriske forbindelser. Kvanteprikker kommer i forskjellige størrelser med tilpassbare båndgap, som muliggjør lyssamlingsoptimalisering og integrasjon med andre halvledere for forbedret ytelse, for eksempel perovskitter. 

Organiske PV-celler (OPV) består av karbonrike forbindelser og tilbyr tilpasningspotensial for spesifikke PV-cellefunksjoner. Til tross for at de er omtrent halvparten så effektive som krystallinske silisiumceller med kortere levetid, gir OPV-celler muligheter for kostnadseffektiv masseproduksjon. Deres tilpasningsevne til ulike støttematerialer, inkludert fleksibel plast, utvider deres potensielle bruksområder.

Konsentrasjon PV (CPV) konsentrerer sollys til en solcelle ved hjelp av speil eller linser, som krever mindre PV-materiale. Denne konsentrasjonen forbedrer PV-materialeffektiviteten, men den krever dyrere materialer og presis solsporing, noe som utgjør utfordringer med å oppnå kostnadsfordeler i forhold til tradisjonelle silisiummoduler.

Multijunction Photovoltaics bruker flere halvlederlag med forskjellige båndgap for å fange opp et bredere solspektrum, og oppnå høyere effektivitet sammenlignet med single-junction celler. Mens multijunction-celler har vist effektiviteter som overstiger 45 %, er produksjonen deres fortsatt dyr og kompleks, primært reservert for spesialiserte applikasjoner som romutforskning og militære droner.

I denne artikkelen ble du introdusert for alle forskjellige typer solcellemateriale. Selv om informasjonen kan virke mer teknisk og vanskelig å behandle, er det ingen grunn til å føle seg overveldet. Din valgte installatør har all informasjonen du trenger for at du kan begynne å bruke solcellepanelene dine effektivt for så å spare energi og planeten. Hvis du trenger ekstra informasjon om solceller, ikke nøl med å ta en titt på våre andre artikler, eller kontakt din lokale installatør.