Zonnecellen

Zonnecellen zijn elektrische cellen die lichtenergie kunnen omzetten in bruikbare elektrische energie. Men kan twee soorten zonnecellen onderscheiden namelijk de fotovoltaïsche cellen, die in grote getale op zonnepanelen worden gemonteerd en de foto-elektrochemische cellen die men terug kan vinden zijn in foto-elektrochemische generatoren.

Van een gewone fotovoltaïsche cel is het meest belangrijke onderdeel een stuk materiaal dat halfgeleidend is en tevens een scheidingsvlak tussen p-type en n-type dopering bevat. De elektrische stroom kan dus slechts in één richting door de zonnecel lopen. Op het moment dat er licht van de zon (de zogenaamde elektromagnetische straling) op de zonnecel valt vindt er het losstoten van elektronen plaats. Deze losse elektronen gaan dan in de gewenste richting bewegen. De beweging van alle losgemaakte elektronen samen wordt de elektrische stroom genoemd die door de zonnecel loopt.

Foto-elektrochemische cellen die ook wel bekend staan als PEC’s zijn een soort zonnecellen die gebruik maken van foto-elektrochemie. Ze halen elektrische energie uit licht inclusief het zichtbaar licht. Deze cellen verenigen de eigenschappen van zonnecellen en batterijen in zich. Hiermee zijn ze in staat energie chemisch op te slaan.

Een typische foto-elektrochemische cel bestaat uit een fotoanode die halfgeleidend is en een metaalkathode die is ondergedompeld is in een elektrolyt. Een aantal foto-elektrochemische cellen maken eenvoudigweg elektrische energie, terwijl anderen cellen waterstof zullen produceren in een proces dat veel lijkt op de elektrolyse van water.

Wat de opbrengst van een zonnecel is hangt af van een aantal verschillende factoren onder andere: – De breedte van de energiekloof (band gap) tussen de geleidingsband en de valentieband. – De aard van deze energiekloof: is deze direct of juist indirect. – De vrije weglengte van de ladingsdragers en dan met name de minderheidsladingdragers