1. Fotonenabsorptie :Wanneer zonlicht op het oppervlak van een zonnecel valt, dat meestal is gemaakt van halfgeleidermaterialen zoals silicium, bevat het kleine deeltjes die fotonen worden genoemd. Fotonen dragen energie. Wanneer ze de zonnecel raken, dragen ze hun energie over aan elektronen, waardoor ze loskomen en vrij kunnen bewegen.

2. Elektronen-gatpaar :Terwijl een foton zijn energie overdraagt ​​aan een elektron, slaat hij het elektron effectief los van zijn atoom. Hierdoor ontstaat een paar deeltjes:het vrije elektron en een atoom met een ontbrekend elektron, ook wel een 'gat' genoemd.

3. Laadscheiding :De zonnecel is ontworpen om de vrije elektronen uit de gaten te scheiden om een ​​elektrische stroom te creëren. Deze scheiding wordt mogelijk gemaakt door een verbinding tussen twee halfgeleiderlagen met verschillende eigenschappen, een zogenaamde pn-overgang.

4. P-N kruispunt :De pn-overgang wordt gemaakt door een p-type halfgeleiderlaag, waar een overschot aan gaten is, en een n-type halfgeleiderlaag, waar een overvloed aan vrije elektronen is, met elkaar te verbinden. Wanneer deze twee lagen met elkaar zijn verbonden, bewegen de elektronen van de n-type laag op natuurlijke wijze naar de p-type laag, waardoor een positieve lading ontstaat in de n-type laag en een negatieve lading in de p-type laag.

5. Elektrisch circuit :Metalen elektroden zijn bevestigd aan de n-type en p-type lagen, waardoor een circuit ontstaat. De vrije elektronen, gecreëerd door de absorptie van fotonen, bewegen naar de negatieve elektrode (laag van het n-type), terwijl de gaten naar de positieve elektrode bewegen (laag van het p-type). Deze stroom van elektronen en gaten vormt een elektrische stroom.

6. Elektrische stroom :Terwijl de elektronen door het externe circuit bewegen, genereren ze een elektrische stroom. Deze stroom wordt vervolgens geleverd aan een omvormer, die de door de zonnecellen opgewekte gelijkstroom (DC) omzet in wisselstroom (AC) die compatibel is met het elektriciteitsnet of voor gebruik in elektrische apparaten.

Samenvattend is de zonne-energietechnologie afhankelijk van het fotovoltaïsche effect om zonlicht in elektriciteit om te zetten. Wanneer fotonen een halfgeleidermateriaal raken, creëren ze vrije elektronen en gaten. Deze ladingsdragers worden vervolgens gescheiden door de pn-overgang en door een extern circuit geleid, waardoor een elektrische stroom wordt gegenereerd. De omvormer zet de DC-elektriciteit om in AC-elektriciteit, waardoor deze bruikbaar wordt in woningen, bedrijven en toepassingen op nutsschaal.