H\u00e4r beskriver vi hur solceller fungerar p\u00e5 kemisk niv\u00e5. Det kan vara av intresse f\u00f6r allm\u00e4n f\u00f6rst\u00e5else och \u00e4r inte n\u00f6dv\u00e4ndigt att k\u00e4nna till vid inf\u00f6rskaffande av solceller villan, bostadsr\u00e4ttsf\u00f6reningen eller f\u00f6retaget. <\/em> H\u00e4r h\u00e4r kommer n\u00e5gra grundl\u00e4ggande begrepp att ha koll p\u00e5: Valenselektron<\/strong> Valenselektronerna i grund\u00e4mnet kisel<\/strong> Vad inneb\u00e4r dopat kisel?<\/strong> N-dopat (negativt dopat) kisel med Forsfor (P)<\/strong> P-dopat (positivt dopat) kisel med Bor (B)<\/strong> Energin fr\u00e5n fotonerna f\u00e5r elektronerna att hoppa till ett yttre elektronskal och blir d\u00e4rmed r\u00f6rliga i kiselkristallens elektronmoln.<\/p>\n\n\n\n PN-\u00f6verg\u00e5ng leder elektronerna \u00e5t ett h\u00e5ll och skapar ett elektriskt f\u00e4lt (sp\u00e4nning)<\/strong> Sammanfattning<\/strong> <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Solceller – S\u00e5 fungerar det p\u00e5 kemisk niv\u00e5 H\u00e4r beskriver vi hur solceller fungerar p\u00e5 kemisk niv\u00e5. Det kan vara av intresse f\u00f6r allm\u00e4n f\u00f6rst\u00e5else och \u00e4r inte n\u00f6dv\u00e4ndigt att k\u00e4nna till vid inf\u00f6rskaffande av solceller villan, bostadsr\u00e4ttsf\u00f6reningen eller f\u00f6retaget. Energins ursprungI solens k\u00e4rna sker k\u00e4rnfusion, d\u00e4r v\u00e4tgasatomer sl\u00e5s samman och bildar helium under extrema …<\/p>\n
Energins ursprung<\/strong>
I solens k\u00e4rna sker k\u00e4rnfusion, d\u00e4r v\u00e4tgasatomer sl\u00e5s samman och bildar helium under extrema temperaturer och tryck. Denna process frig\u00f6r enorma m\u00e4ngder energi i form av gammastr\u00e5lning. Genom flera reaktioner omvandlas denna str\u00e5lning successivt till elektromagnetisk str\u00e5lning, varav en del utg\u00f6r synligt ljus, vilket utg\u00f6r den energi som n\u00e5r jorden. Solen fungerar som en termonukle\u00e4r reaktor d\u00e4r k\u00e4rnfusion skapar och avger ljus och v\u00e4rme.
Solen emitterar 1 kilowatt per kvadratmeter, totalt 170,000 terawatt (170,000,000,000,000 kilowatt) genom elektromagnetisk str\u00e5lning.<\/p>\n\n\n\n
Fotoner<\/strong>
Ett s.k. foton \u00e4r en element\u00e4r partikel och den grundl\u00e4ggande enheten f\u00f6r elektromagnetisk str\u00e5lning. Fotoner har egenskaper av b\u00e5de partiklar och v\u00e5gor och saknar massa men har energi och r\u00f6relsem\u00e4ngd. De transporteras av elektromagnetiska v\u00e5gor och kan interagera med andra partiklar. Det \u00e4r fotonernas energi som kan utvinnas av solceller.<\/p>\n\n\n\n
En valenselektron \u00e4r en elektron som finns i det yttersta elektronskalet (valensskalet) av en atom. Dessa elektroner \u00e4r s\u00e4rskilt viktiga eftersom de \u00e4r inblandade i kemiska reaktioner och best\u00e4mmer atomens kemiska egenskaper. Antalet valenselektroner p\u00e5verkar hur en atom kan binda sig med andra atomer f\u00f6r att bilda molekyler eller kristaller. Valenselektronernas arrangemang och antal spelar en central roll i att f\u00f6rst\u00e5 och f\u00f6ruts\u00e4ga kemiska reaktioner och de kemiska egenskaperna hos olika grund\u00e4mnen.<\/p>\n\n\n\n
Kisel (Si) har fyra valenselektroner. Det befinner sig i grupp 14 av det periodiska systemet, vilket inneb\u00e4r att det har fyra elektroner i sitt yttersta elektronskal.
<\/p>\n\n\n\n
Dopat kisel avser processen d\u00e4r sm\u00e5 m\u00e4ngder av andra \u00e4mnen, kallade dopanter, l\u00e4ggs till i kiselkristallen f\u00f6r att f\u00f6r\u00e4ndra dess elektriska egenskaper. Genom att tills\u00e4tta dopanter kan man styra ledningsf\u00f6rm\u00e5gan hos kiselskivan och skapa halvledare.
<\/p>\n\n\n\n
\u2022 N-dopning inneb\u00e4r att man introducerar dopanter med fler elektroner \u00e4n kiselskivan, som exempelvis fosfor.
\u2022 Fosfor har en valenselektron mer \u00e4n kisel, och d\u00e4rmed skapas extra fria elektroner i kiselskivan.<\/p>\n\n\n\n
\u2022 P-dopning inneb\u00e4r att man introducerar dopanter med f\u00e4rre elektroner \u00e4n kiselskivan, vanligtvis bor.
\u2022 Det bildas h\u00e5l (positivt laddade platser) i kiselskivan eftersom bor har en valenselektron mindre \u00e4n kisel.<\/p>\n\n\n\n
N\u00e4r dessa p-dopade och n-dopade skivor binds samman bildas en p-n-\u00f6verg\u00e5ng som har egenskapen av en diod som endast leder str\u00f6m i en riktning. En l\u00e5g sp\u00e4nning uppst\u00e5r mellan skivorna som n\u00e4r de seriekopplas i solcellen f\u00f6rst\u00e4rks till en anv\u00e4ndbar energik\u00e4lla.<\/p>\n\n\n\n
N\u00e4r solens ljus tr\u00e4ffar solcellen, exciteras elektronerna i kiselskivan. Elektron-h\u00e5l-par bildas, och p\u00e5 grund av det inbyggda elektriska f\u00e4ltet vid p-n-\u00f6verg\u00e5ngen r\u00f6r sig elektronerna \u00e5t ett h\u00e5ll och h\u00e5len \u00e5t det andra h\u00e5llet. Detta skapar den elektrisk str\u00f6mmen.<\/p>\n\n\n\n
<\/p>\n\n\n\n