sciencetalk

Zonnepanelen wekken energie op doordat er elektronen worden losgestoten uit het halfgeleider materiaal (Silicium). En er worden veel gemakkelijker elektronen losgestoten als de temperatuur hoger is. De covalente bindingen in het kristalrooster worden dan veel gemakkelijker verbroken. En dit effect is veel groter bij halfgeleider materiaal dan het effect waarbij, door de trillende atomen, de bewegende elektronen in de geleidingsband gehinderd worden.

Ondanks deze principiële kenmerken van halfgeleider-materiaal werken zonnepanelen toch beter bij koudere temperatuur (waarbij de weerstand minder is MAAR ook veel minder elektronen worden losgestoten).

Weet iemand hier de verklaring voor?

Alvast bedankt voor het lezen,

Mvg, Stein.

Beste stein,

De geleidbaarheid van halfgeleiders neemt toe bij toenemende temperaturen (de elektronen worden mobieler).

Hierdoor wordt het voor de elektronen gemakkelijker om gaten elders in het materiaal op te vullen. Effect hiervan is dat de elektrische balans in de cel verbeterd, waardoor het elektrisch veld bij de grenslaag wegvalt en de lading dus niet goed gescheiden kan blijven. Het resultaat is een dalende spanning tussen de 2 lagen.

Kortom, de stroomsterkte stijgt gering (door de hogere mobiliteit van de elektronen) terwijl de spanning aanzienlijk daalt.

Hopelijk is het principe nu duidelijk.

mvg,

Berry

De bandgap wordt inderdaad kleiner, waardoor fotonen met minder energie voldoende zijn om een electron van zn plaats te krijgen.

Of het rendement daardoor verslechterd hangt ervan af welke golflengte licht erop valt. Bij een koud paneel is de bandgap groter, en de spanning hoger, maar dan moet er wel voldoende kortgolvig licht op vallen om uiteindelijk meer energie te produceren.

Ik neem aan dat de bandgap in een zonnepaneel is geoptimaliseerd voor de gemiddelde werkomstandigheden, of wellicht zelfs voor een wat hogere temperatuur dan gemiddeld omdat dat samenvalt met beschikbaarheid van veel licht.