Den del af et solpanel, der absorberer Light

Et solcellepanel består af dusinvis af individuelle celler, der er forbundet sammen for at producere en udgang svarende til summen af ​​alle cellerne i panelet. Det aktive materiale i hver celle er silicium, det samme element, hvorfra der produceres faststofelektronik. Silicon har fotoelektriske egenskaber, der genererer strøm, når du skinner lys på det.

Metalloider

En særlig gruppe af elementer kaldet metalloider indtager en region mellem metaller og ikke-metaller i det periodiske bord; metalloider har nogle egenskaber af metaller og nogle af ikke-metaller. For eksempel kan metalloider være sprøde som ikke-metaller, men lede elektricitet som metaller. To vigtigste eksempler på metalloidelementer er silicium og germanium. Af de to har silicium flere anvendelser inden for elektronik, fordi germanium har problemer i omgivelser varmere end stuetemperatur.

Dopet silicium

En proces kaldet doping blander små mængder urenheder i silicium, ændrer dets elektroniske ejendomme. For eksempel, når silicium er doteret med bor, har det et overskud af positive elektriske ladninger. Doteret med arsen, bliver siliconens ladning negativ. En solcelle er en sandwich af to lag silicium, en positiv og den anden negativ. De to sider fungerer som positive og negative terminaler på et batteri.

Fotoelektrisk effekt

Da lyset falder på overfladen af ​​en solcelle, bevæger energien elektroner i siliconen. Forbundet til et kredsløb bliver solcellen en kilde til elektrisk strøm. Selv om strømmen fra en enkelt celle er lille - i rækkefølge af nogle få milliampler - giver strømmen af ​​mange celler i et solpanel sammen med hinanden flere strømforstærkere.

Silikons respons på lys

I sollys producerer en solcelle ingen strøm. Som mængden af ​​lys stiger, det gør også celleens udgang. Celleens maksimale strøm er imidlertid begrænset; ethvert ekstra lys ud over maksimal lysstyrke giver ingen øget elektrisk udgang. Ud over lysstyrken betyder bølgelængden af ​​det indfaldende lys også betydning. En typisk silicium solcelle reagerer på de fleste synlige og infrarøde dele af solens lysområde, men nogle bølgelængder i de gule og røde områder absorberes dårligt. Nogle af infrarødene og alle de længere bølgelængder passerer gennem solcellen og producerer ikke elektricitet.