Fotovoltaïsche cel (PV-cel)

Een fotovoltaïsche cel (PV-cel) is een gespecialiseerde halfgeleiderdiode die zichtbaar licht omzet in gelijkstroom (DC). Sommige PV-cellen kunnen ook infrarood (IR) of ultraviolet (UV) straling omzetten in gelijkstroom. Fotovoltaïsche cellen zijn een integraal onderdeel van zonne-elektrische energiesystemen, die steeds belangrijker worden als alternatieve energiebronnen.

De eerste fotovoltaïsche cellen werden gemaakt van silicium gecombineerd, of gedoteerd, met andere elementen om het gedrag van elektronen of gaten (afwezigheid van elektronen in atomen) te beïnvloeden. Andere materialen, zoals koper-indium-diselenide (CIS), cadmium-telluride (CdTe), en galliumarsenide (GaAs), zijn ontwikkeld voor gebruik in PV-cellen. Er zijn twee basistypes halfgeleidermateriaal, positief (of P-type) en negatief (of N-type) genoemd. In een PV-cel worden vlakke stukken van deze materialen tegen elkaar geplaatst, en de fysieke grens tussen beide wordt de P-N junctie genoemd. Het apparaat is zo geconstrueerd dat de overgang kan worden blootgesteld aan zichtbaar licht, IR of UV. Wanneer een dergelijke straling de P-N junctie treft, ontstaat een spanningsverschil tussen het P- en het N-type materiaal. Elektroden die met de halfgeleiderlagen zijn verbonden, maken het mogelijk stroom aan het apparaat te onttrekken.

Grote reeksen PV-cellen kunnen met elkaar worden verbonden om zonnemodules, -arrays of -panelen te vormen. Het gebruik van PV-cellen en batterijen voor het opwekken van bruikbare elektrische energie staat bekend als fotovoltaïsche energie. Een van de grote voordelen van fotovoltaïsche energie is dat zij niet vervuilend is en alleen onroerend goed (en een redelijk zonnig klimaat) nodig heeft om te kunnen functioneren. Een ander voordeel is het feit dat zonne-energie onbeperkt is. Als een fotovoltaïsch systeem eenmaal is geïnstalleerd, kan het jarenlang energie leveren tegen vrijwel geen kosten, en met minimaal onderhoud.