Sólarplötur ljósgleypnisviðs
Sólarplötur hafa orðið sífellt vinsælli á undanförnum árum. Þau eru hagkvæm, umhverfisvæn og endurnýjanleg orkugjafi. Sólarplötur breyta sólarljósi í rafmagn með því að nota sérstakt efni sem kallast sólarsella. Sólarsellan er gerð úr mismunandi efnum sem geta tekið í sig mismunandi bylgjulengdir ljóss.
Ljósgleypni í einkristölluðum kísilsólfrumum
Einkristallaður sílikon er afkastamikið sólarfrumuefni. Það hefur mikið hreinleikastig og samræmda kristalbyggingu, sem gerir kleift að hreyfa rafeindir betur. Einkristallaðar sílikon sólarsellur hafa venjulega ljósgleypnisvið 300 – 1100 nm, með hámarksgleypnisviðinu staðsett á um 780 nm. Þetta þýðir að sólarsellurnar geta tekið í sig megnið af sýnilega ljósrófinu, sem og hluta af nær-innrauðu ljósi.
Hins vegar er áberandi fall í frásogsvirkni umfram 1100 nm. Þetta er vegna þess að einkristallaður sílikon er óbeint bandgap efni. Óbein bandgap efni hafa hærri orkuþröskuld fyrir rafeindir til að flytja frá gildissviðinu yfir á leiðnibandið. Þetta þýðir að ljóseindir með minni orku geta ekki frásogast á áhrifaríkan hátt af efninu. Þess vegna geta einkristallaðar sílikon sólarsellur ekki tekið upp umtalsvert magn af ljósinu með lengri bylgjulengd (minni orku).
Ljósgleypni í þunnfilmu kísilsólfrumum
Þunn filmu sílikon sólarsellur eru gerðar úr mörgum lögum af sílikoni með mismunandi þykktum og dópefnum. Þeir eru venjulega ódýrari í framleiðslu en einkristallaðar sílikon sólarsellur. Ljósgleypnisvið þunnfilmu kísilsólfrumna er frábrugðið því sem einkristallað kísilsólfrumna er. Þunn filma sílikon gleypir ljós á breiðari bylgjulengdum, sérstaklega á bilinu 400 – 800 nm. Þetta þýðir að þeir geta tekið í sig megnið af sýnilega ljósrófinu, en ekki eins mikið af nær-innrauðu ljósi og einkristallaðan sílikon.
Þunn filmu sílikon sólarsellur má frekar flokka í þrjár gerðir: formlaust sílikon (a-Si), örkristallað sílikon (μc-Si) og nanókristallað sílikon (nc-Si). Hver tegund hefur mismunandi bandgap og frásogssvið. Formlaust sílikon hefur bandbil sem er um 1,7 eV og getur tekið í sig ljós á bilinu 300 – 800 nm. Örkristallaður sílikon hefur bandbil sem er um 1,3 eV og getur tekið í sig ljós á bilinu 400 – 700 nm. Nanókristallaður sílikon hefur bandbil sem er um 2,0 – 2,2 eV og getur tekið í sig ljós á bilinu 300 – 600 nm.
Niðurstaðan er sú að einkristallaðar kísilsólarsellur hafa hámarksgleypnisvið sem er staðsett við um 780 nm og geta tekið í sig megnið af sýnilega ljósrófinu sem og sumt af nær-innrauðu ljósi. Þunnfilmu sílikon sólarsellur hafa aftur á móti breiðara frásogssvið en einkristallaðan sílikon, en ekki eins mikið nær-innrauðu ljós. Sérstakt frásogssvið og skilvirkni fer eftir gerð þunnfilmu sílikons. Óháð tegund sólarsellu veita sólarplötur sjálfbæra og endurnýjanlega orkugjafa. Með frekari framförum í tækni munu sólarplötur geta veitt enn meira magn af orku með enn meiri skilvirkni.