Diffusionsproces
Ved en diffusionsproces kan en lille mængde af silicium atomerne i krystallen erstattes med bor atomer. Krystallen siges at blive doteret med bor. Da bor kun har tre elektroner i den yderste elektronskal, kommer den derved til at mangle elektroner til bindingerne, og der opstår ledige pladser for elektroner eller "huller" i krystallen. Krystallen kaldes p-type silicium, og det betyder, at en positiv ladning i form af manglende elektroner eller "huller" kan bevæge sig frit i krystallen.

Ved at dotere siliciumkrystallen med fosfor, der har fem elektroner i den yderste elektronskal, bliver der elektroner i overskud, når bindingerne er etableret. Disse elektroner kan bevæge sig frit omkring. Krystallen kaldes n-type silicium, da de frie ladningsbærere er elektroner med en negativ ladning.

Hvor p-type silicum støder sammen med n-type silicium kan frie elektroner fra n-typen hoppe over i "hullerne" i p-typen. Men trafikken stopper efter et kort stykke tid, idet der herved opbygges et elektrisk felt, der til slut forhindrer flere elektroner i at krydse side.

I solcellen virker p-laget, som absorber for lysenergien. En foton kan slå en elektron løs fra et silicium atom i p-laget og i samme forbindelse efterlade et "hul", hvor elektronen tidligere var. Elektronen vil bevæge sig rundt i p-laget, og når den kommer tæt på p-n overgangen, bliver den suget af det elektriske felt over i n-laget. Derved går der en strøm gennem cellen.

Fremstillingsprocessen er baseret på dyrt procesudstyr, som det kendes fra halvlederindustrien, og da processen er baseret på forarbejdning af tynde siliciumskiver, er der begrænsninger for, hvor tynd cellen kan blive, og dermed hvor lav prisen kan blive. Silicium udgør i dag halvdelen af prisen for solceller af denne type.

Læs ogse den svenske gennemgang af solceller

SAMMANFATTNING:
Då vi valde ämne för detta projekt föll det sig helt naturligt att välja att skriva om solceller, eftersom den genialt enkla principen att tillverka elektricitet direkt från solljuset är mycket tilltalande.

Vår rapport beskriver bl a teknikutvecklingen från det att upptäckten gjordes att solljus skapar elektrisk ström till framtidsvisioner om stora solcellssatelliter i rymden. Solcellens konstruktion beskrivs på ett lättfattligt sätt från atomnivå till monteringsfärdig modul.

Visste Du förresten att det inom en snar framtid kommer att vara lika billigt att lägga solceller på hustaket som att lägga taktegel?

Olika användningsområden beskrivs också, bl a den populära solbilstävlingen i Australien.

Trevlig läsning!

HISTORIK

Det fysikaliska fenomen som omvandlar solljus till elektricitet, "the photovoltaic effect", blev först upptäckt år 1839 av fransmannen Edmund Bequerel.
Det han upptäckte var att en elektrisk spänning uppkom när en av två identiska elektroder i en svagt ledande lösning, var utsatt för ljus.

År 1876 studerade man "the PV- effect" utifrån fasta ämnen som t ex. selenium och kopparoxid. Redan då visade det sig att halvledarvätskor som leder elektricitet skulle bli de mest lovande materialen som omvandlar energi i solceller.

På 1880-talet byggde man solceller av selenium, dessa visade sig att ha en effektivitet på ½ % i att omvandla ljus till elektricitet. Solceller av selenium har dock aldrig varit praktiska som energiomvandlare, p.g.a. att materialkostnaden är för hög i jämförelse med de små mängderna av energi som de kan producere.