19 mei 2025
Het principe van een zonnecel (of fotovoltaïsche cel) is gebaseerd op het fotovoltaïsche effect: het omzetten van lichtenergie (meestal zonlicht) in elektrische energie.
Hoe werkt een zonnecel stap voor stap?
1. Opbouw van een zonnecel
Een standaard zonnecel bestaat uit:
• Twee lagen halfgeleidend materiaal, meestal silicium.
• De bovenlaag is gedoteerd met fosfor (n-type) en bevat extra elektronen.
• De onderlaag is gedoteerd met boor (p-type) en bevat ‘gaten’ waar elektronen naartoe kunnen bewegen.
• Tussen deze lagen ontstaat een elektrisch veld bij het grensvlak (de p-n-overgang).
2. Invallend zonlicht
Zonlicht bestaat uit fotonen (lichtdeeltjes). Wanneer deze fotonen de zonnecel raken, geven ze hun energie af aan de elektronen in het silicium.
3. Vrijmaken van elektronen
Door de energie van het foton wordt een elektron losgeslagen uit zijn atoom, waardoor ook een ‘gat’ ontstaat (een plek waar een elektron zat).
4. Beweging van lading
Het interne elektrische veld duwt de vrije elektronen naar de n-laag en de gaten naar de p-laag. Hierdoor ontstaat een spanningsverschil tussen de voor- en
achterkant van de cel.
5. Stroomkring sluiten
Als je een externe geleider (zoals een draad) tussen de voor- en achterkant aansluit, kunnen de elektronen terugstromen via die draad. Deze elektronenstroom is wat wij gebruiken als elektriciteit.
Voorbeeld: zonnepaneel op een huis
Een zonnepaneel bevat veel zonnecellen in serie en parallel geschakeld. Wanneer zonlicht op het paneel valt, wordt in elke cel stroom opgewekt. Deze stroom wordt via een omvormer omgezet van gelijkstroom (DC) naar wisselstroom (AC), zodat het gebruikt kan worden in huis of teruggeleverd wordt aan het elektriciteitsnet.
Afgelopen dag waren er behoorlijk wat fotonen actief op onze zonnecellen.
Als we naar buiten kijken zien we weer een staal blauwe lucht, morgen weten we wat de dag van vandaag heeft gebracht.
