Werking van zonnecellen

Een elektrische cel die in staat is om lichtenergie om te zetten in bruikbare stroom wordt een zonnecel genoemd. Deze zonnecellen kan men overigens weer onderverdelen in twee soorten namelijk een cel die voor het grootste deel uit vaste stof bestaat (fotovoltaische cel) en de foto-elektrochemische cel. De fotovoltaische cel wordt men name in grote getale op zonnepanelen geplaatst terwijl de foto-elektrochemische cel vooral in foto-elektrochemische generatoren te vinden is. Let op: men dient dit niet te verwarmen met zonnecollectoren.

Hoe werken zonnecellen precies?

Allebei de soorten zonnecellen heeft als overeenkomst dat ze een zogenaamde junction bezitten. Dit is een grensvlak of voeg tussen twee materialen die elk een eigen elektrische geleiding kennen. In de vaste fotovoltaische cel is een dergelijke voeg een scheidingsvlak tussen een p-type en een n-type halfgeleider. Bij de vochtigere foto-elektrochemische cel daarentegen is de junction een scheiding tussen een halfgeleider en een ionengeleider (in de meeste gevallen een elektrolyt in vloeibare vorm).

Bruikbare energie genereren

Doordat er licht op de zonnecel valt zullen bepaalde deeltjes sneller gaan bewegen en zo uit hun baan gestoten worden waardoor er energie vrij zal komen. De junction zal hierbij dienst doen als opslagplaats voor de vrijgekomen energie. Met andere woorden: zouden zonnecellen geen voeg of scheidingsvlak hebben dan zou deze opgeslagen energie gedurende een veel kortere tijd op kunnen worden geslagen in de cel. De warmte die door het zonlicht wordt opgewekt dient echter om te worden gezet in bruikbare energie. In de meeste gevallen wil dit zeggen dat men de warmte omvormt tot elektriciteit.

Kan ik de stroom opslaan?

Het opslaan van de elektrische energie is in veel gevallen niet gemakkelijk wat betekent dat er vaak grote verliezen zijn van energie. Dat geldt niet alleen voor zonne-energie maar ook voor energie gewonnen uit biomassa of waterkracht.  is dan ook één van de voornaamste problemen waarmee een zonnecel te kampen heeft omdat de zon nu eenmaal niet altijd constant schijnt. Men heeft namelijk niet alleen maar te maken met de cyclus van dag en nacht maar ook met die van de seizoenen waardoor men grote verschillen waar kan nemen tussen de opbrengst in de zomer en deze in de winter. Verder kunnen bepaalde weersomstandigheden zoals regen en sneeuw de opbrengst van de zonnecellen aanzienlijk beïnvloeden. Foto-elektrochemische cellen hebben echter nagenoeg geen last van dit probleem.