Sončna celica

Sončna celica

Sončna celica (tudi fotovoltaična celica) je naprava, ki sončne fotone (sončno energijo) s pomočjo elektronov pretvori v elektriko. Sončna celica je zgrajena iz vseh tankih plasti P in N tipa (dve osnovna tipa polprevodnikov - N in P tip). N tip dobijo tako, da v čisti silicijev kristal dodajo primesi ( 1:106) 5-valentnih elementov (As, P ali Sb). P tip pa tako, da v čisti silicijev kristal dodajo primesi 3-valentnih elementov 8 najpogosteje indija). Ena od teh plasti – običajno N je debela okoli 0.5 mm, druga pa le nekaj m. ob stiku obeh plasti nastane tako imenovana potencialna baterija. Prevodniški elektroni in vrzeli se namreč gibljejo in ob meji prehajajo tudi na drugo stran. Prej je bila snov nevtralna zdaj pa je zaradi gibljivih nabojev, ki so odsotni naelektrena in ozek pas ob meji je na strani P negativen na strani N pa pozitiven. Med njima je nastalo električno polje. Zato da lahko fotoni predrejo do potencialne bariere , kjer izbijajo vezane elektrone, mora biti plast zelo tanka. Tako dobimo vrzel-prevodniški elektron. Tako se med plastema pojavi napetost – dobili smo generator napetosti, ki sončno svetlobo direktno spremeni v elektriko.

Sončne celice

Odvisnost sončnih celic od svetlobe

Osnovni gradnik fotovoltaičnega sistema je sončna celica. Sončne celice dajejo več energije v primeru da so pravokotno usmerjene proti sončni svetlobi. V primeru dodajanja koncentratorjev svetlobe in leča se lahko poveča izhodna moč. Seveda pa tudi tukaj obstajajo omejitve pri procesu povečevanja izhodne moči. Sončne celice se na ta način bolj grejejo, in z tem pada izhodna napetost, posledično pa tudi moč sončnih celic, zato je treba sončne celice hladiti.

Monokristalne sončne celice

Proizvedejo samo 25% sončne energije v električno, zato ker sevanje infrardečega področja v elektromagnetnem spektru nima dvolj energije, da bi ločil pozitivne in negativne naboje v materialu. Monokristalna sončna celica dimencije 100cm2 proizvede 1,5 W moči pri 0,5 V enosmerne napetosti in toku 3 A pri polni sončni svetlobi. Običajno je izhodna moč sončne celice odvisna od sončnega obsevanja. Zelo pomembno je da električna napetost večinoma konstantna neglede na sončno obsevanje. Obratno je pa z električnim tokom, močnejša kot je osvetlitev sončne celice to močnejši je električni tok.

Polikristalne celice

Imajo izkoristek nekoliko manj kot monokristlne celice, proizvodnja polikristlanih celic je nekoliko manj kot 20%.

Amorfne sončne celice

Amorfne sončne celice imajo najslabši izkoristek, ta se giblje od 6 do 8 %. Poleg slabega izkoristka imajo še eno slabost in ta je, da se hitreje starajo. Že po nekaj mesecih izkoristek začne padati. Ni pa nujno, da so vedno slabše kot drugi dve možnosti, saj so bolj občutljive na svetlobo in delujejo tudi v slabših vremenskih pogojih. Najlažje jih je izdelati, zato je tudi cena ugodna. To sta dve ključni lastnosti, zaradi katerih bodo mogoče v prihodnosti perspektiven material.