Arbeidsprinsippet for solcellemodul er å la fotoner (lyspartikler) fra sollys slå ut elektroner fra atomer. Silisium i seg selv kan ikke bære strøm, og derfor er silisiumet som finnes i solpartikler urent og kombinert med fosfor. Når de kombineres med fosfor, kan elektroner fritt delokalisere for å bære ladninger. Denne prosessen med tilsetning av urenheter kalles doping.

Resultatet er det såkalte N-typen silisium og dets funn på overflaten av PV solcellepaneler . Under silisiumlaget av N-typen er den motsatte siden av speilet: P-type silisium. P-typen bruker urenheter fra elementer som gallium eller bor, noe som betyr at materialet har plass til andre elektroner. Dette skaper et elektromagnetisk felt hvor det øvre silisiumlaget av N-typen er negativt og P-typen silisium er positivt. Elektronene rømmer fra atomene i N-typen og beveger seg mot p-typen for å fylle det tomme elektronrommet. Strømmen av elektroner produserer elektrisitet.

Hva er komponentene i mono solcellepanel?

Solcellepaneler er laget av silisiumlag. Silisium danner en hard og skjør krystallstruktur og er det nest mest forekommende elementet på jorden. Dette halvledermaterialet kan dyrkes, og forskere dyrker silisium i et rør som en enkelt, jevn krystall. Deretter rullet de ut røret og kuttet arket i "wafers" for å gjøre dem så tynne som mulig. Effektiviteten til de fleste solcellepaneler er mellom 10% og 20%. For ti år siden var effektiviteten til solcellepaneler omtrent 13%. I 2019 har den steget til 20%. På grunn av silisiumets natur er den øvre grensen for silisium 29%.

For at fremtidige solceller skal erstatte eksisterende solceller, må de kunne fange mer lys, konvertere lys til energi mer effektivt og være billigere enn eksisterende design.
Det første alternativet for å forbedre solceller er å legge til maskinvare slik at de kan fange mer lys, noe som betyr at vi ikke trenger å forlate den nåværende solcelledesignen. Elektronisk utstyr kan installeres i solcellen slik at solcellen kan spore solen når den beveger seg på himmelen i løpet av dagen. Hvis solcellen alltid er rettet mot solen, vil den la mer lys skinne på solcellen, noe som kan generere mer elektrisitet. Den nåværende utformingen av elektroniske enheter som kan utføre denne funksjonen er en pågående utfordring, men innovasjoner på dette området fortsetter. Eller, i stedet for å flytte solcellene, kan vi installere speil for å fokusere lyset på mindre, billigere solceller.

En annen måte å forbedre ytelsen til solceller på er å bestemme effektiviteten. Solceller med mer enn ett lag med lysfangende materiale kan fange mer lys. Nylig kan en firelags solcelle testet i laboratoriet fange lys med en effektivitet på 46%. Disse cellene er fremdeles for dyre og vanskelige å produsere for kommersiell bruk, men pågående forskning kan gjøre disse ultraeffektive cellene til den nye standarden.

Alternativet til å øke effektiviteten er ganske enkelt å redusere kostnadene. Selv om det har blitt billigere i flere tiår, bidrar det fortsatt sterkt til kostnadene ved installasjon av solceller. Ved å bruke tynnere solceller reduseres materialkostnadene. Forskere har laget en ultratynn, fleksibel solcelle med en tykkelse på 1,3 mikron-omtrent 1/100 bredden på et hår og 30 ganger bredere enn kontorpapir. Den kan plasseres på såpebobler og er like effektiv som vanlig glass. Solcelle. Som batterier med flere lag, er tynnfilmsolceller litt vanskelige å produsere, noe som begrenser bruksområdene, men forskning pågår.

I nær fremtid kan kostnadene for silisiumsolceller fortsette å falle, noe som vil gjøre det mer tilgjengelig for flere mennesker i fremtiden, spesielt i utviklingsland. I USA forventes kostnadsreduksjoner å øke solenergiproduksjonen med 500% innen 2050. I teorien, som vi vet, trenger vi 4.000.000 kvadratmeter solceller for å drive verden. Fra dette perspektivet dekker Sahara -ørkenen et område på 3.600.000 kvadratmeter.

Solenergi har et stort potensial, og de fleste land som fortsatt mangler elektrisitet er varme og solrike land. For disse landene vil tilpasning til solenergi være mer effektivt, tryggere og renere enn parafin. På grunn av mangel på kontinuerlig sollys i løpet av dagen, er det imidlertid usannsynlig at vi ser europeiske land helt avhengige av solenergi.