Guide: Solcellernas tre generationer

Redan på 1800-talet upptäcktes att sol kan generera elektricitet. På 1950-talet byggdes den första solcellen av kisel. Sedan dess har utvecklingen skett i tre generationer.

Solceller brukar delas in i två huvudgrupper: kristallina kiselsolceller och tunnfilmssolceller. Men det finns även nya typer som forskare experimenterar med, till exempel nanosolceller och perovskitsolceller.

Kristallina kiselsolceller:

• Tillhör den första generationen solceller.

• Den vanligaste typen.

• Har fått sitt namn av strukturen hos solcellernas kiselatomer, som är ordnade likt kristaller.

• Har något högre verkningsgrad än tunnfilmssolceller men är också dyrare.

• Påverkas negativt av värme, vilket innebär att de ger mindre ström när de blir riktigt varma.

• Finns i två varianter: monokristallina och polykristallina. Vanligast är den monokristallina varianten.

• Har fördelen att det finns gott om kisel på jorden.

• Har nackdelen att de kräver mycket energi vid tillverkningen.

• Tillverkas genom att kisel renas, smälts och dopas med bor. När smältan har stelnat skärs tunna skikt ut och behandlas med kemikalier. Skiktet dopas med fosfor under hög värme och förses med metallsträngar som kan samla upp strömmen och leda den vidare.

Läs mer:

Tunnfilmssolceller:

• Tillhör den andra generationen solceller.

• Har lägre materialkostnad än kristallina kiselsolceller.

• Påverkas inte lika negativt av värme som kristallina kiselsolceller.

• Anses fungera något bättre än kristallina kiselsolceller vid diffust ljus, till exempel när solen skyms av ett molndis.

• Har fått sitt namn från den tunna film som absorberar ljuset. Filmen placeras på ett bärande material, till exempel glas eller plast.

• Ett exempel är CIGS-solceller, som tillverkas av koppar, indium, gallium och selen.

• Tillverkas genom att en tunn transparent ledare appliceras på ett glas. Ovanpå läggs halvledarskiktet som ska absorbera ljuset. Halvledarskiktet skapas genom att de separata ämnena förångas och reagerar med varandra på glasskivan i en vakuumkammare. På så sätt skapas en tunn kristallin film. Ovanpå appliceras ett buffertskikt och en transparent ledare som ska samla upp strömmen och leda den vidare.

• Dagens bästa tunnfilmssolceller tillverkas av galliumarsenid och har en verkningsgrad på runt 28 procent. De är krångliga och dyra att tillverka och används därför främst i solpaneler i rymden.

Läs mer:

Perovskitsolceller:

• Tillhör den tredje generationen solceller.

• Befinner sig än så länge på experimentstadiet.

• Har fått sitt namn från ett mineral som är en kalciumtitanoxid. I solcellssammanhang avser benämningen en speciell kubliknande kristallstruktur.

• Den vanligaste materialsammansättningen för perovskitsolceller är metylammonium, bly och jod.

• Är enkla och billiga att tillverka.