Hoe werkt elektriciteit uit zonlicht?

Zonnecellen

Het proces waarmee een zonnecel werkt heet fotovoltaïsche omzetting: de omzetting van licht naar elektriciteit. Veelgebruikt is de afkorting “pv”, dat stamt van het Engelse “photovoltaic”. Het proces van fotovoltaïsche omzetting berust op het principe dat elektriciteit gaat stromen tussen twee niet identieke halfgeleiders als deze met elkaar in contact worden gebracht, en worden blootgesteld aan licht.

De meest gebruikte zonnecel is gemaakt van silicium. Silicium is een halfgeleidermetaal dat op aarde in grote hoeveelheden voorkomt: de grondstof is zand. Het gebruikte silicium bestaat uit twee verschillende geprepareerde lagen. In de ene laag is een zeer kleine hoeveelheid fosfor aangebracht, in de andere laag een kleine hoeveelheid boron. Tussen deze twee lagen bevindt zich een scheidingslaag. Aan de voorzijde van de cel zijn dunne contactbanen aangebracht, aan de achterzijde van de cel een dun metalen laagje (meestal zilver of nikkel). Onder invloed van licht worden er elektronen in de zonnecel losgemaakt en ontstaat er een spanningsverschil tussen de “min” (voor-contact) en de “plus” (de achterzijde van de cel). Hierdoor gaat er een elektrische stroom lopen. Voor het op gang komen van het fotovoltaïsche proces is niet persé direct zonlicht nodig. Ook op een bewolkte dag levert een zonnecel elektriciteit.

Door een aantal van die zonnecellen met elkaar te verbinden kan er een bruikbare hoeveelheid elektriciteit worden verkregen. Zo’n verzameling van zonnecellen wordt ondergebracht in een zonnepaneel.