Solcelle, lysfølsom halvlederdiode som omdanner lys (sollys) til elektrisk strøm. Solceller benyttes som kraftforsyning til satellitter, romfartøy, fotoutstyr og i stigende utstrekning til generell kraftforsyning basert på solenergi.

Cellen baseres på fotovoltaisk effekt (fotoemisjon), se fotospenningscelle. Halvledermaterialet er plassert mellom to elektroder. Det virksomme lyset har bølgelengder kortere enn ca. 1 μ; det mer langbølgende filtreres ved enkelte anvendelser bort fordi det leder til uønsket oppvarming. For å få stor nok effekt til satellitter, og enda mer for kommersielle anvendelser, må et stort antall solceller kombineres og monteres som store paneler, som ved romanvendelsene må være utfoldbare.

Det vanligste halvledermaterialet for solceller er krystallinsk silisium. Tynne skiver (wafere) sages ut av silisumblokker som enten består av én krystall eller flere individuelle krystaller, herav monokrystallinske og multikrystallinske celler. Wafere kan også produseres ved at halvledermateriale dampes på en plate av glass, stål eller plast. Slik tynnfilmteknologi utgjør en mer komplisert produksjonsprosess, men betyr en innsparing av dyrt halvledermateriale. Det forskes på ulike typer aktivt materiale i tynnfilmceller, mest brukt er kadmiumtellurid (CdTe) og kobber-indium-gallium-disenelid (CIGS).

En annen celletype består av to celler lagt på hverandre, der der den øverste absorberer kortbølget lys og den underste mer langbølget. Slike celler utnytter sollyset mer effektivt ved at en oppnår en høyere cellespenning.

Effektiviteten av silisiumsolceller er teoretisk 28 %, i praksis mellom 15 og 24 %; for multikrystallinske celler ligger virkningsgraden 4-5 % lavere enn de monokrystallinske. Solceller som kan absorbere alle bølgelengder som sollyset består av, vil ha en teoretisk virkningsgrad på 85 %. Det er bygget kommersielle systemer som mottar konsentrert sollys fra krumme reflektorer med en virkningsgrad på 26 %, i laboratorieforsøk har en oppnådd en virkningsgrad på 40 % ved konsentrert sollys.

I fritt rom ved Jorden er solenergien totalt ca. 1300 watt/m2, og selv ved beskjedne energimengder kreves betydelige arealer. Ved lette, utfoldbare paneler er ytelses/vekt-forholdet opptil 100 watt/kg.

For konvensjonelle anvendelser er prisforholdet for solceller avgjørende. Det antas at masseproduksjon vil bringe prisen nedover. Prisen på silisium har i senere tid falt dramatisk, noe som bremser utviklingen av tynnfilmceller og andre alternative teknologier.

Solcellesystemer finnes i størrelsesorden fra brøkdeler av en watt til kraftverk med en effekt på flere MW. De minste systemene finnes innbygd i et produkt, f.eks. en kalkulator eller en utelampe. For generell strømforsyning kan en skille mellom frittstående systemer som leverer strøm til en hytte, en husholdning eller en landsby. Frittstående systemer krever alltid et energilager, her er blyakkumulator-batterier fortsatt den dominerende teknologien. Frittstående systemer brukes også til andre formål der nettilknytning eller generatorstrøm er for kostbar eller umulig (f.eks. innen romfart). Netttilknyttede systemer spenner fra anlegg integrert i et bolighus som kan levere vekselstrøm til nettet i overskuddsperioder og der det kjøpes strøm i perioder med lite sol, til sentraliserte solkraftverk med en installert effekt på mange megawatt.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

21. desember 2010 skrev Krister Mangersnes

Avsnittet om virkningsgrad er litt vel kort og i beste fall upresist.
Effektiviteten av SILISIUMsolceller med én innebygget p-n diode er teoretisk ca 30% (Shockley-Queisser grensen). Solceller basert på andre materialer har andre teoretiske effektivitetsgrenser. De fleste mer eksoktiske varianter (for eksempel såkalte "multi-junction", altså fler-diode, celler) både med og uten silisium, har langt høyere teoretisk virkningsgrad. Beste oppnådde effektivitet for en "enkel" silisium solcelle er 25 %. I produksjon ligger de beste cellene på opp mot 24 %. Dette er celler av såkalt monokrystallinsk silisium. For flerkrystallinsk silisium ligger det repsektive effektivitetene 4-5 % lavere (20.4 % som rekord)

22. november 2015 skrev Knut A Rosvold

Artikkelen bør oppdateres og lenken er død.

4. april 2016 svarte Mari Paus

Hei! Takk for innspillet. Jeg har oppdatert lenken nå. En oppdatering av artikkelen må desverre vente til vi har en fagansvarlig på plass. Mvh. Mari Paus

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.