fotovoltaïsch

Fotovoltaïsch verwijst naar technologie en processen die licht omzetten in elektriciteit door middel van het fotovoltaïsche effect. De term wordt gebruikt voor zowel de fysische werking als voor de apparaten die dit principe gebruiken, zoals fotovoltaïsche cellen en zonnepanels.

Het fotovoltaïsche effect treedt op in halfgeleiders, zoals silicium. Bij blootstelling aan licht ontstaan elektron-hulleparen. In een p-n-junction scheiden interne velden de geladen dragers en wordt een elektrische stroom gegenereerd zodra er een elektrische kring gesloten is. Dit maakt directe omzetting van zonlicht in elektrische energie mogelijk zonder bewegende onderdelen.

De belangrijkste technologieën zijn kristallijn silicium (mono- en polycrystallijn), dunnefilmvarianten zoals amorf silicium, CdTe en CIGS, en opkomende materialen zoals perovskiet. De meeste commerciële modules zijn gemaakt van kristallijn silicium met efficiënties doorgaans in de orde van 20 tot 23 procent, terwijl laboratoriumefficiënties hoger kunnen zijn. Dunnefilms bieden vaak lagere efficiëntie maar kunnen goedkoper zijn of betere toepassingen hebben in bepaalde vormfactoren. Perovskietpanels laten snelle prestaties zien en beloven verbeteringen, mede door potentieel lagere productie-/materiaalbehoeften.

Toepassingen omvatten zonnepanelen op daken en bij grootschalige zonneparken, alsook gespecialiseerde toepassingen in de ruimtevaart en draagbare apparaten. Voordelen zijn onder meer lage operationele emissies en een relatief lange levensduur (ongeveer 25–30 jaar), terwijl nadelen bestaan uit afhankelijkheid van zonlicht, souen van schaduw en de noodzaak van opslag of netstabilisatie bij intermittente productie. Milieu- en hergebruikaspecten van productie en recycling blijven aandachtspunten in de hele levenscyclus.