Een zonnecel is elk apparaat dat de energie in licht direct omzet in elektrische energie door middel van fotovoltaïsche cellen. De term fotovoltaïsch betekent letterlijk lichtstroom. Deze eerste gemaakte zonnecel was gemaakt van selenium, maar was zeer inefficiënt. De Silicium-zonnecel is uitgevonden door Bell Laboratories in het midden van de jaren 1950, oorspronkelijk ontworpen voor hun halfgeleiderindustrie. Dit proces was de basis voor alle zonneceltechnologieën tot nu toe.
In de jaren ’50 waren Zonnepanelen kopen buitengewoon inefficiënt – een rendement van minder dan 2%. Moderne systemen maken momenteel gebruik van dunne fotovoltaïsche filmprocessen en kristallijne technologieën die effectief meer dan 20% efficiëntie opleveren. Vanwege de hoge kosten van zonnepanelen in de jaren ’60 werden de meeste zonneproducten gereserveerd voor ruimteverkenning, satelliettechnologieën en gebruik door de overheid. Tegenwoordig is zonnetechnologie echter overal te vinden, zowel in commerciële als in residentiële toepassingen. Het volgende is een beschrijvende lijst van op zonnecellen gebaseerde technologieën.
Cellen van polykristallijn silicium worden gesneden uit een bol die is gegoten uit gesmolten silicium en vervolgens worden gekoeld. De polykristallijne siliciumcellen worden vervolgens ontwikkeld tot veelzijdige kristallen, die in verschillende richtingen groeien. Deze soorten silicium zijn iets minder efficiënt dan de Monokristallijn. Ze zijn ook aanzienlijk goedkoper.
Monokristallijn silicium biedt de hoogste efficiëntie van alle beschikbare typen, maar het is ook de duurste en daarom niet noodzakelijkerwijs de beste keuze voor alle huizen. Deze soorten silicium behoren tot de oudste, meest voorkomende en meest standvastige technologieën. Ze zijn zichtbaar op daken of langs de weg en brengen stroom naar afgelegen gebieden. Elke eenheid is ontworpen met een enkel siliciumkristal en is meestal zowel efficiënter als duurder dan de goedkopere moderne polykristallijne siliciumeenheden. Oppervlakken die energie vasthouden, worden gezeefdrukt om de siliciumwafels te bedekken en van daaruit worden werkende zonnecellen geproduceerd. Zonnepanelen voor huizen die monokristallijne siliciumcellen gebruiken, bieden de hoogste efficiëntie die momenteel op de markt beschikbaar is.
Niet-gegradeerd silicium wordt gebruikt om geld te besparen op materialen, maar is van een zeer lage kwaliteit en onzuivere kwaliteit en produceert ook een minder efficiënt zonnepaneel. Dit proces wordt veel gebruikt in Canada en verkocht aan Amerikaanse en Europese markten.
Ribbon Silicon wordt gemaakt door middel van een proces dat veel minder kost dan traditionele productietechnieken. Het silicium in dit proces wordt verwerkt tot kleine wafels, waardoor het duurdere proces van het zagen van silicium om de cellen te maken, wordt vermeden. De ‘defined edge film growth fed’-methode begint met twee kiemkristallen die een dunne laag siliciumlint vormen uit gesmolten silicium. En hoewel het veel goedkoper is om te produceren, wordt de celefficiëntie bijna altijd verminderd.
Dunne-film zonnepanelen of amorfe zonnepanelen zijn niet vastgelegd in een precieze norm en hebben soms problemen met gebreken in stabiliteit of structuur. Ze worden vervaardigd door het silicium in vloeibare vorm op een ondergrond van glas te spuiten. Film is verreweg het minst duur om te produceren, maar het is ook het minst efficiënt, omdat het behoorlijk verslechtert wanneer het voor het eerst wordt blootgesteld aan licht.
Cadmium Tellurium-zonnetechnologie is een ander proces dat minder efficiënte panelen oplevert die geen silicium gebruiken. Het is gemaakt door een combinatie van zink, cadmium en tellurium te gebruiken. Helaas is het gebruikte cadmium extreem giftig en veroorzaakt het kanker, wat zorgwekkend is in gezondheidskringen, maar het is alleen giftig als cadmiumstof wordt ingeademd of verteerd.
