Kort svar
En solcell gör om solljus direkt till elektricitet med hjälp av halvledarmaterial, oftast kisel. Det sker genom den så kallade fotovoltaiska effekten – utan rörliga delar, utan bränsle och utan utsläpp under drift.
Den fotovoltaiska effekten – steg för steg
- Ljuset träffar cellen. Solljus består av små energipaket som kallas fotoner.
- Elektroner slås loss. När fotonerna träffar kislet i solcellen överför de energi till materialets elektroner, som slits loss från sina atomer.
- Ett elektriskt fält styr flödet. Solcellen är byggd av två kisellager som behandlats så att det uppstår ett inbyggt elektriskt fält mellan dem. Fältet tvingar de lossnade elektronerna att röra sig åt ett bestämt håll.
- Det blir ström. Den styrda rörelsen av elektroner är just det vi kallar elektrisk ström, som kan ledas ut i kablar.
Från cell till hushållsel
En enskild solcell ger bara en liten spänning. Därför kopplas många celler ihop till en panel, och flera paneler bildar en solcellsanläggning.
Strömmen som cellerna ger är likström (DC), medan eluttagen hemma använder växelström (AC). Däremellan sitter en växelriktare som gör om likströmmen till växelström som kan användas i huset eller skickas ut på elnätet.
Varför just kisel?
Kisel är en halvledare – ett material som leder ström under vissa förhållanden men inte andra. Den egenskapen är precis vad som behövs för att kontrollera elektronernas rörelse. Kisel är dessutom ett av jordens vanligaste grundämnen, vilket gör det relativt billigt och tillgängligt.
Vad påverkar hur mycket el du får?
- Mängden ljus – fler soltimmar ger mer el.
- Vinkeln mot solen – paneler som lutar mot solen fångar mer ljus.
- Temperaturen – paradoxalt nog blir solceller något mindre effektiva när de blir väldigt varma.
- Skugga och smuts – även delvis skugga kan sänka produktionen märkbart.
Solceller är alltså ett förvånansvärt enkelt grundkoncept: ljus in, elektroner i rörelse, el ut – byggt på en fysikalisk effekt som upptäcktes redan på 1800-talet.
