PVceller

PV-celler, även solceller, omvandlar solljus direkt till elektricitet genom den fotovoltaiska effekten. Solljus exciterar elektroner i ett halvledarmaterial, vilket skapar elektron-hål-par som separeras av ett inbyggt fält vid en p-n- eller tandemstruktur. När kretsen sluts uppstår en likström.

Vanliga material och arkitekturer: kiselsolceller dominerar, i monokristallina eller polykristallina varianter. Tunnfilmsalternativ inkluderar CdTe, CIGS och amorfa kiselsolceller; perovskitbaserade celler forskas mycket. Celler sätts i serier för högre spänning och i parallell för mer ström; flera celler bildar moduler, vilka kopplas till större anläggningar. Effektivitetsområden: monokristallina kiselsceller ligger ofta i 20–24% cellnivå, poly cirka 15–20%; tunnfilm varierar och kan vara lägre, även om vissa labbtekniker når 22–23%.

Driftsprincip och prestanda: Under ljus genereras elektroner som drivs av det inbyggda fältet, vilket ger likström som kan omvandlas via en inverter till växelström. Prestanda påverkas av ljusintensitet, temperatur och skuggning. Standardvillkor för jämförelse: STC är ungefär 1000 W/m², 25°C, AM1.5.

Användning och miljö: Vanligt förekommande i bostäder, kommersiella byggnader och stora solparker. Fördelar: förnybar, tyst, låga driftskostnader. Begränsningar: väderberoende, energipriser och produktionsmiljö, samt slut- och återvinning av paneler.

Historia: Fotovoltaisk effekt observerades 1839 av Becquerel; första praktiska PV-cellen utvecklades 1954 av Bell Labs. Sedan dess har pris och effektivitet förbättrats kraftigt.