Hur fungerar en solcellspanel?

En solcellspanel består av ett flertal sammankopplade solceller som alla omvandlar solljus till elektricitet. Huvudbeståndsdelen i en solcell är ett halvledarmaterial, i regel kisel. Halvledare är material som varken kan kategoriseras som isolatorer eller ledare och vars elektriska egenskaper kan påverkas genom kontrollerat införande av främmande atomer i materialet (s.k. dopning). Solcellen består av två sammanfogade halvledare med separerade metallkontakter. Dessa två har dopats på ett sådant sätt att den ena är n-dopad (n = negativ) vilket innebär att den har ett överskott av elektroner och den andra är p-dopad (p = positiv) vilket innebär att den har ett underskott av elektroner. På grund av koncentrationsskillnaden av elektroner mellan halvledarna kommer elektroner att flöda från n- till p-sidan. Detta bildar således ett elektriskt fält inuti halvledarstrukturen, det s.k. utarmningsskiktet.

I en solcell är n-skiktet väldigt tunt. Faktiskt så tunt att fotonerna i solljuset som träffar cellen kan penetrera lagret och sedan överföra sin energi till elektronerna i utarmningsskiktet. De då exciterade elektronerna blir fria och följer det elektriska fältet genom utarmningsskiktet ut till de elektriska kontakterna kopplade till n-lagret. Vid anslutning av en förbrukare sluts kretsen: Elektronerna flödar genom förbrukaren till baksidekontakten och slutligen tillbaka till utarmningsskiktet.