Solcell
Från Rilpedia
En solcell eller en fotovoltaisk cell är en anordning bestående av halvledare (ofta kisel) som fungerar som dioder. När dessa dioder belyses uppstår en elektrisk ström i diodens backriktning. Varje enskild cell ger upphov till en ganska låg spänning, varför solcellerna seriekopplas i solpaneler. Man kan också parallellkoppla solcellerna om man vill öka strömstyrkan.
Man kan generellt dela upp solpaneler i två grupper, solpaneler med kristallina solceller samt tunnfilmssolceller. Kristallina celler är mest förekommande idag då de har högre verkningsgrad än tunnfilmsceller. De består av kisel som dopats med olika ämnen för att få den önskade funktionen. De kristallina cellerna kan även de delas upp i två typer, polykristallina eller multikristallina och monokristallina celler.
Dagens solceller har en verkningsgrad i storleksordningen 20 % och är ännu ganska dyra. De används därför mest på platser som inte nås av elnätet, exempelvis satelliter och fyrar. Ett mer vardagligt exempel är små lampor för trädgårdsbelysning, där solceller används för att undvika kabeldragning. I dessa tillämpningar laddar solcellen en ackumulator under den ljusa delen av dygnet. Solceller är även ganska vanliga i apparater med låg effekt (till exempel miniräknare) där även billiga solceller fungerar tillfredsställande. Nya solceller med bättre verkningsgrad utvecklas ständigt; det senaste rekordet i laboratoriemiljö ligger på cirka 42 % verkningsgrad[1].
Solceller kan också anslutas till elnätet. Oftast förbrukas elen från solcellerna inom byggnaden, men man kan också sälja solelen på elnätet. I Sverige fanns i september 2006 nära 500 kW installerade nätanslutna solcellsanläggningar.
IBM har utvecklat en miljövänlig teknik som gör det möjligt att återanvända kasserade kiselskivor från halvledarindustrin för att istället använda dem för tillverkning av solceller [2].
| Solcell (MWp)[3] | ||||
|---|---|---|---|---|
| No | Land | 2006 | 2005 | |
| 1 | Tyskland | 3 063 | 1 910 | |
| 2 | Spanien | 118,1 | 57,6 | |
| 3 | Italien | 57,9 | 46,3 | |
| 4 | Nederländerna | 51,2 | 50,8 | |
| 5 | Frankrike | 32,7 | 26,3 | |
| 6 | Österrike | 29,0 | 24,0 | |
| 7 | Luxemburg | 23,6 | 23,6 | |
| 8 | Storbritannien | 13,6 | 10,9 | |
| 9 | Grekland | 6,7 | 5,4 | |
| 10 | Sverige | 4,9 | 4,2 | |
| 11 | Belgien | 4,2 | 2,1 | |
| 12 | Finland | 4,1 | 4,0 | |
| 13 | Portugal | 3,5 | 3,0 | |
| 14 | Danmark | 2,9 | 2,7 | |
| 15 | Cypern | 1,0 | 0,5 | |
| 16 | Tjeckien | 0,8 | 0,5 | |
| 17 | Polen | 0,4 | 0,3 | |
| 18 | Slovenien | 0,4 | 0,2 | |
| 19 | Irland | 0,3 | 0,3 | |
| 20 | Ungern | 0,2 | 0,2 | |
| 21 | Slovakien | 0,1 | 0,1 | |
| 22 | Malta | 0,1 | 0,1 | |
| 23* | Litauen | 0,1 | 0,1 | |
| EU27 GWp | 3,42 | 2,17 | ||
Innehåll |
Hur en solcell fungerar
En solcell är en typ av fotodiod. Solcellen består av två skikt: P-skikt och N-skikt. Det vanligaste ämnet i solcellen är kisel som har fyra valenselektroner. N-skiktet är sedan dopat med ett ämne med fem valenselektroner, exempelvis fosfor, och p-skiktet är dopat med ett ämne med tre valenselektroner, exempelvis bor. Alltså fattas det elektroner i p-skiktet, medan det blir extra elektroner i n-skiktet. Elektronkoncentrationerna är alltså olika på ömse sidor om kontaktskiktet. Diffusion leder då till att elektroner i n-skiktet vandrar över till p-skiktet. Det n-dopade skiktet blir positivt laddat, och det p-dopade skiktet bli negativt laddat, med ett starkt elektriskt fält däremellan. I mörker finns här inga fria elektroner.
Men kommer det en foton från solljuset ger den ifrån sig sin energi till elektronen och om fotonen har tillräcklig energi kommer elektronen att exciteras. När elektronen hamnar i det elektriska fältet mellan skikten, sveps den till det positivt laddade n-skiktet, där den kan ledas ut i en yttre krets (elledning).
Solceller tappar i verkningsgrad när temperaturen stiger. Det har visat sig att det är förhållandevis enkelt att använda passiv kylning och därmed minska förlusterna när temperaturen stiger[4]
Solceller av plastfilm
Solceller konstruerade av plastfilm är inte särskilt effektiva men billiga att tillverka. Verkningsgraden kan ökas genom att vecka plastfilmen så att de på så sätt får chansen att träffas av det reflekterande ljuset [5].
Se även
Externa länkar
www.elforsk.se/solenergi, Driftuppföljning av svenska solcellsanläggningar.
www.gridcon.se/solceller, Momentan uppföljning av en svensk solcellsanläggning med tunnfilmsteknik.
Källor
Noter
- ↑ DN - Världens bästa solceller slår rekord
- ↑ NyTeknik - Skrotade kiselskivor kan bli solceller
- ↑ Photovoltaic energy barometer 2007 - EurObserv’ER Systèmes solaires Le journal des énergies renouvelables n° 178, s. 49-70, 4/2007
- ↑ NyTeknik - Coola solceller ger mer
- ↑ NyTeknik - Dubbelt så bra solcell av plast
|
|||||||||||||||||||
