Silisiumceller

Silisiumceller, även kallade kiselceller, är fotovoltaiska celler som omvandlar solljus till elektricitet med hjälp av ett kiselbaserat halvledarmaterial. De bygger på den fotoelektriska effekten i en p-n-junction: när ljus träffar materialet genereras elektron-hålpar som separeras av det inbyggda fältet och producerar en elektrisk ström i den yttre kretsen.

Materialet finns främst i kristallina former: monokristallina och polykrystallina kiselceller. Tunnfilmsvarianter används också, särskilt amorft kisel (a-Si:H). Kristallina celler tillverkas genom att ren kisel kristalliseras till tunna kiselwafers, ofta med Czochralski- eller float-zone-teknik, varefter de dopas till n- eller p-typ, textureras och får antireflexbeläggning samt metallkontakter.

Verkningsgrad: kommersiella kristallina celler uppnår vanligtvis cirka 15–22 procent, där monokristallina sorter ligger i den övre delen och polykrystallina i den nedre. Amorf kisel har lägre verkningsgrad, cirka 6–12 procent, men kan vara billigare och används i tunna eller flexibla paneler. Tillverkning och drift påverkas av rekombination, ljusabsorption och temperatur, vilket särskilt minskar verkningsgraden vid högre temperaturer.

Användning och inverkan: Silisiumceller dominerar den kommersiella solenergimarknaden och används i bostads- och kommersiella byggnader samt i stora solparker. Livslängden på modulerna ligger ofta mellan 25 och 30 år. Tillverkningen kräver mycket energi och råmaterial, men moderna produkter betalar tillbaka investeringen över livscykeln. Forskning fokuserar på högre verkningsgrad, bättre temperaturstabilitet och minskade kostnader.