Een cel is een enkel elektrochemisch onderdeel dat gelijkspanning kan genereren door chemische energie om te zetten in elektrische energie . Meerdere cellen in een batterij zijn doorgaans elektrisch met elkaar verbonden om hogere spanningen te bereiken. Een andere term die ermee samenhangt is de fotovoltaïsche cel, het kleinste halfgeleideronderdeel in een PV-module dat de gelijkspanning en gelijkstroomomzetting van lichtenergie uitvoert. Deze wordt ook wel een zonnecel genoemd.
De term batterijcel verwijst naar de fundamentele elektrochemische eenheid, ofwel de samenstelling van elektroden, scheidingswanden, elektrolyt, behuizing en aansluitingen, die dient als bron van elektrische energie door chemische energie rechtstreeks om te zetten.
Een fotovoltaïsche (PV) cel is een vorm van energieopwekking die gebruikmaakt van het fotovoltaïsche effect om zonne-energie om te zetten in bruikbare stroom. PV-cellen zijn er in verschillende vormen en maten, maar ze zijn altijd gebaseerd op halfgeleiders die reageren met zonnefotonen om een elektrische stroom te produceren.
Uit welke lagen bestaat een fotovoltaïsche cel?
Een fotovoltaïsche cel is opgebouwd uit talloze materiaallagen, die elk een specifieke functie vervullen. De speciaal geprepareerde halfgeleiderlaag is het belangrijkste onderdeel van een zonnecel. Deze laag bestaat uit twee afzonderlijke lagen (p-type en n-type) en is verantwoordelijk voor het fotovoltaïsche effect, waarmee zonne-energie wordt omgezet in bruikbare elektriciteit.
Een laag geleidend materiaal verzamelt de gegenereerde elektriciteit aan beide kanten van de halfgeleider. Opgemerkt moet worden dat de voor- of verlichte zijde van de cel de geleiders spaarzaam moet gebruiken om te voorkomen dat er te veel zonnestraling de halfgeleider bereikt. Daarentegen kan de achterkant of de beschaduwde zijde het zich veroorloven om volledig bedekt te zijn met de geleider.
De antireflectiecoating is de laatste laag en wordt alleen aangebracht op de zijde van de cel die wordt belicht. Door de inherente reflectiviteit van halfgeleiders kan het reflectieverlies aanzienlijk zijn . Verminder de hoeveelheid zonnestraling die van het celoppervlak wordt weerkaatst door een of meer lagen antireflectiecoating aan te brengen.
Lees ook: Wat is de levensduur van een batterij?
Zijn zonnecellen efficiënt?
Zonnecellen zijn zeer efficiënt. Omdat er talloze factoren zijn die de efficiëntie van zonnecellen beïnvloeden, is efficiëntie een belangrijke ontwerpfactor. De grootste factor hierbij is dat siliciumhalfgeleiders slechts een kwart van de zonne-energie die de aarde bereikt, kunnen omzetten in elektriciteit.
De laagste fotonenergie, of bandgap-energie, is vereist door de fysica van halfgeleiders om een elektron uit een kristalstructuur te verwijderen. Een foton wordt thermische energie wanneer zijn energie onder de bandgap komt. De bandgap-energie voor silicium is 1.12 elektronvolt.
