In zonnecellen is de primaire transformatie van energie die plaatsvindt de omzetting van lichtenergie uit zonlicht in elektrische energie. Zonnecellen zijn gemaakt van halfgeleidermaterialen, zoals silicium, en zijn ontworpen om fotonen van licht te absorberen. Wanneer een foton de halfgeleider raakt, draagt ​​het zijn energie over aan een elektron, waardoor dit vrijkomt en rond het halfgeleidermateriaal beweegt. Deze beweging van elektronen creëert een elektrische stroom, die vervolgens kan worden gebruikt om apparaten van stroom te voorzien of kan worden omgezet in andere vormen van energie.

De basisstappen die betrokken zijn bij het energietransformatieproces in een zonnecel zijn als volgt:

1. Absorptie van licht :Wanneer zonlicht op het halfgeleidermateriaal van de zonnecel valt, worden fotonen van licht door het materiaal geabsorbeerd.

2. Generatie van kostendragers :De geabsorbeerde fotonen dragen hun energie over aan de elektronen in de halfgeleider, waardoor deze vrij komen en rondbewegen. Deze vrije elektronen worden "foto-gegenereerde" ladingsdragers genoemd.

3. Laadscheiding :De beweging van foto-gegenereerde elektronen creëert een elektrisch veld in het halfgeleidermateriaal, waardoor de elektronen en positief geladen gaten (ook gecreëerd tijdens het absorptieproces) in tegengestelde richtingen bewegen.

4. Elektrische stroom :De gescheiden ladingsdragers (elektronen en gaten) stromen door het halfgeleidermateriaal, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Deze stroom wordt opgevangen door metalen contacten op het oppervlak van de zonnecel en kan worden gebruikt om apparaten van stroom te voorzien of te worden omgezet in andere vormen van energie.

De efficiëntie van een zonnecel bij het omzetten van lichtenergie in elektrische energie wordt beïnvloed door verschillende factoren, zoals de bandafstand van het halfgeleidermateriaal, oppervlaktereflectiviteit, optische verliezen en recombinatieverliezen. onderzoekers en wetenschappers