Kiselceller

Kiselceller är solceller som omvandlar solljus till elektrisk ström genom den fotovoltaiska effekten i kiselskivor. De är den dominerande typen av solceller och används i nästan alla moderna solpaneler.

Material och struktur: De flesta kiselceller tillverkas av kristallint kisel, främst monokristallint och polykristallint kisel, medan amorft kisel används i tunnfilm. Cellerna är uppbyggda av dopade skikt som bildar en p-n-jonktion, ofta med en antireflekterande beläggning och metallkontakt på båda sidor.

Princip: Ljus som träffar kislet absorberas och genererar elektron-hålpar. P-n-jontionen separerar dessa par så att elektroner och hål flödar till motsatta ändar när cellen kopplas till en belastning, vilket ger ström och spänning.

Tillverkning: Mono- och polycristallina celler produceras genom kristallodling och skivning till wafers. Efter dopning följer diffusion, texturering, antireflekterande beläggning och installation av fram- och baksidans kontakter.

Prestanda och utveckling: Kommersiella kiselceller har effektivitet runt 18–23 procent; laboratorieprover når över 25–26 procent för monokristallin kisel. Ny teknik som PERC (passivated emitter and rear cell), HIT (heterojunction with intrinsic thin layer) och bifaciala konstruktioner har ökat prestanda under varierande ljusförhållanden.

Livslängd och miljö: Modulerna har vanligtvis en livslängd på cirka 25–30 år eller mer. Produktion och återvinning av kiselceller är viktiga ur miljö- och ekonomisk synvinkel, och användningen av kisel i solceller bidrar till minskat koldioxidutsläpp jämfört med fossila källor.