Tekniken
Här används flera lager med olika dopade kiselkristaller, där solljusets energipaket ”fotoner” träffar atomer i kiselkristaller och där exciterar elektroner som samlas upp i solcellens elektroder och driver en ström som kan användas som elektrisk energi.
De ger 0.65 V per cell, när de är obelastade (VOC – VoltageOpenCircuit) och ca 0.55 V (Vmp) när de är belastade för power max (PM) , även vid bara lite ljus och hela vägen upp till fullt solljus. Däremot är strömmen de producerar direkt proportionell mot mänden ljus = antalet fotoner som träffar cellen och omvandlas till en ström av elektroner.
Bara effektiv för EN våglängd ljus
De här cellerna kan bara omvandla ETT visst våglängdsområde effektivt till elektricitet, resten blir värme i panelen. Den ideala våglängden för kisel för att effektivt omvandla ljus till elektricitet är 1.130 nm i det infraröda området. Längre våglängder ”orkar inte” slå elektronerna fria i kiselkristallen, kortare våglängders högre energi slår visserligen elektronerna fria i kristallen, men överskotts energin går där till spillo som värme.
Det mesta blir tyvärr värme
Det är därför deras effektivitet/verkningsgrad för elproduktion är så låg som 15 – 21%, ljuset som når solpanelen är ju spritt över ett stort våglängdsområde där det mesta tyvärr blir värme. Men det är också därför kiselpaneler kan producera el även vid helt mulet väder, infrarött ljus tränger ju bättre igenom moln än synligt ljus. Om det är energirikare än de 1,1 eV som 1.130 nm ljus har så producerar det elektricitet i panelen.
Fotoelektriska effekten
Einstein fick Nobel-priset för den här teorin 1921. Den ligger till grund för solceller och deras utveckling till det vi ser idag, men även det som ligger iframtiden.
En del av en video som väl förklarar hur det här fungerar kan du se nedan. Hela videon, dessutom i högre kvalitet, hittar du här.