Ingezonden door Anoniem op vr, 2009-05-29 15:14

Waarom is het rendement van een zonnecel geen 100%?

 

Zonlicht bestaat uit verschillende kleuren die in meer of mindere mate door de zonnecel wordt geabsorbeerd. De mate van absorptie wordt bepaald door het gebruikte halfgeleidermateriaal waaruit een zonnecel is opgebouwd. Zo’n materiaal is niet voor alle kleuren licht even gevoelig. Zonnepanelen gebruiken met name zichtbaar licht (ongeveer 45% van het zonlicht), licht dat wij met onze ogen kunnen waarnemen. Licht bestaat uit fotonen (=de lichtdeeltjes uit zonnestraling= energiepakketjes) die de kleur van het licht bepalen.

De foton moet een minimaal benodigde hoeveelheid energie hebben om elektronen in het halfgeleidermateriaal los te maken. Is de energie hoger dan het benodigde minimum, dan wordt het overschot aan energie afgegeven in de vorm van warmte. In dit proces gaat ongeveer 55% van de energie in het licht verloren. Vervolgens hebben de elektronen de eigenschap weer terug te vallen naar hun oude toestand. Het theoretisch haalbare omzettingsrendement is daarom niet hoger dan 20-30%.

Op dit moment hebben de allerbeste kleine zonnecellen met een optimale kleurgevoeligheid op laboratoriumniveau een rendement van hoogstens 32%. De commercieel geproduceerde zonnecellen hebben momenteel een rendement van tussen de 6% tot 16%. Amorf silicium zonnepanelen (dunne film) hebben een rendement van tussen de 6% tot 8%, mono-kristallijne zonnepanelen geven 15% á 16% en poly-kristallijne zonnepanelen geven een rendement van circa 14%.