Leestijd: 4 minuten

u hebt waarschijnlijk overal in uw buurt zonnepanelen op daken gezien, maar weet u hoe ze eigenlijk werken om elektriciteit op te wekken? In dit artikel zullen we kijken naar wat een fotovoltaïsche zonnecel is – de technologie achter een zonnepaneel die het mogelijk maakt om energie te creëren uit de zon. In het bijzonder zullen we de wetenschap van silicium zonnecellen onderzoeken, de zonnecellen die het overgrote deel van de zonnepanelen uitmaken.

zonnecellen produceren energie in drie stappen

een fotovoltaïsche (PV) cel werkt in drie algemene stappen:

1. licht wordt geabsorbeerd en stoten elektronen los
2. Losse elektronen stromen, waardoor een stroom
3. de stroom wordt opgevangen en overgebracht naar draden

het fotovoltaïsche effect is een ingewikkeld proces, maar deze drie stappen zijn de basis manier waarop energie van de zon wordt omgezet in bruikbare elektriciteit door zonnecellen in zonnepanelen.

zonnecellen zijn de bouwstenen van zonnepanelen

een zonnepaneel bestaat uit zes verschillende componenten, maar waarschijnlijk is de belangrijkste de fotovoltaïsche cel, die daadwerkelijk elektriciteit genereert. De omzetting van zonlicht in elektrische energie door een zonnecel wordt het “fotovoltaïsche effect” genoemd, vandaar waarom we naar zonnecellen verwijzen als “fotovoltaïsche.”

zonne-PV-cellen genereren elektriciteit door zonlicht te absorberen en die lichtenergie te gebruiken om een elektrische stroom te creëren. Er zijn veel fotovoltaïsche cellen binnen een enkel zonnepaneel, en de stroom die door alle cellen samen wordt gecreëerd, levert voldoende elektriciteit op om uw huis van stroom te voorzien. Een standaard paneel gebruikt in een dak residentieel systeem zal 60 cellen aan elkaar gekoppeld. Commerciële zonne-installaties maken vaak gebruik van grotere panelen met 72 of meer fotovoltaïsche cellen.

typen zonnecellen: monokristallijne en polykristallijne

Er worden momenteel twee hoofdtypen zonnecellen gebruikt: monokristallijne en polykristallijne. Hoewel er andere manieren zijn om zonnecellen te maken (bijvoorbeeld dunne-filmcellen, organische cellen of perovskieten), zijn monokristallijne en polykristallijne zonnecellen veruit de meest voorkomende residentiële en commerciële opties.

een monokristallijne zonnecel bestaat uit één kristal van het element silicium. Aan de andere kant worden polykristallijne silicium zonnecellen gemaakt door vele scherven van silicium kristallen samen te smelten. Dit leidt tot twee belangrijke differentiatoren tussen mono – en poly – cellen. In termen van efficiëntie zijn monokristallijne zonnecellen over het algemeen hoger dan hun polykristallijne tegenhangers. Dit komt door het gebruik van één enkel, uitgelijnd kristal van silicium, resulterend in een gemakkelijkere stroom voor de elektronen die door het fotovoltaïsche effect worden gegenereerd. Polykristallijne cellen hebben scherven van silicium uitgelijnd in vele verschillende richtingen waardoor de stroom van elektriciteit iets moeilijker wordt. Echter, zonnepanelen gemaakt met polykristallijne zonnecellen zijn meestal minder duur dan monokristallijne opties. Dit komt omdat het productieproces voor een polykristallijne cel eenvoudiger is en minder gespecialiseerde processen vereist.

hoe genereert een zonnecel van silicium elektriciteit?

Siliciumzonnecellen absorberen zonlicht door het fotovoltaïsche effect en genereren stromende elektriciteit. Dit proces varieert afhankelijk van het type zonnetechnologie, maar er zijn een paar stappen gemeenschappelijk voor alle fotovoltaïsche zonnecellen.

Stap 1: Licht wordt geabsorbeerd door de PV-cel en stoot elektronen los

eerst valt licht op een fotovoltaïsche cel en wordt geabsorbeerd door het halfgeleidermateriaal waarvan het is gemaakt (meestal silicium). Deze binnenkomende lichtenergie zorgt ervoor dat elektronen in het silicium los worden geslagen, wat uiteindelijk de zonne-elektriciteit wordt die je thuis kunt gebruiken.

Stap 2: Elektronen beginnen te stromen, waardoor een elektrische stroom

Er zijn twee lagen silicium gebruikt in fotovoltaïsche cellen, en elke laag is speciaal behandeld, of “gedoteerd”, om een elektrisch veld te creëren, wat betekent dat één zijde een netto positieve lading heeft en één een netto negatieve lading. Dit elektrische veld zorgt ervoor dat losse elektronen in één richting door de zonnecel stromen, waardoor een elektrische stroom wordt gegenereerd.

Stap 3: De elektrische stroom wordt opgevangen en gecombineerd met andere zonnecellen

zodra een elektrische stroom wordt gegenereerd door losse elektronen, verzamelen metaalplaten aan de zijkanten van elke zonnecel deze elektronen en brengen ze over op draden. Op dit punt kunnen elektronen als elektriciteit door de bedrading naar een zonne-omvormer stromen en dan door uw hele huis.

veel fotovoltaïsche cellen produceren samen zonne-elektriciteit voor uw huis

een fotovoltaïsche cel op zichzelf kan niet genoeg bruikbare elektriciteit produceren voor meer dan een kleine elektronische gadget. Om de hoeveelheid energie te produceren die een huis nodig heeft, worden zonnecellen met elkaar verbonden om zonnepanelen te maken, die in groepen worden geïnstalleerd om een zonne-energiesysteem te vormen. Een typische residentiële zonnepaneel met 60 fotovoltaïsche cellen gecombineerd kan produceren overal 220 tot meer dan 400 watt vermogen.

afhankelijk van factoren zoals temperatuur, uren zonlicht en elektriciteitsverbruik, hebben eigenaren verschillende hoeveelheden zonnepanelen nodig om voldoende energie te produceren. Hoe dan ook, het installeren van een zonnepaneel systeem zal waarschijnlijk enkele honderden zonne-fotovoltaïsche cellen samen te werken aan het genereren en elektrische stroom. U kunt de EnergySage Solar Calculator gebruiken om een idee te krijgen van de besparingen die u zou kunnen zien van een zonnepaneel installatie.

installeer zonnepanelen vandaag om energie te genereren uit de zon

fotovoltaïsche zonnecellen zijn de bouwstenen van zonnepanelen, en elke eigenaar van een woning kan beginnen met het genereren van gratis elektriciteit uit de zon met een zonnepaneelinstallatie. Op de EnergySage Solar Marketplace, kunt u uw woning registreren om te beginnen met het ontvangen van zonne-installatie offertes van gekwalificeerde installateurs. Terwijl alle offertes betrekking hebben op zonnepanelen gemaakt van fotovoltaïsche cellen, Paneel output kan veranderen op basis van de kwaliteit van de apparatuur. Als u specifiek geïnteresseerd bent in het zien van offertes voor hoogrenderende zonnepanelen, laat dan gewoon een notitie achter op uw profiel voor installateurs om te zien.