Solstråling i de røde til violette bølgelængder sprænger en solcelle med nok energi til at skabe elektricitet. Men solceller reagerer ikke på alle former for lys. Bølgelængder i det infrarøde spektrum har for lidt af den nødvendige energi til at skubbe elektroner løs i solcellens silicium, den effekt, der producerer elektrisk strøm. Ultraviolette bølgelængder har for meget energi. Disse bølgelængder skaber simpelthen varme, hvilket kan reducere en celles effektivitet. Solceller kræver visse bølgelængder i lysspektret for at generere nyttige mængder elektricitet.
Anatomi af en solcelle
En solcelle- eller solcellecelle er en to-lags sandwich af silicium; et lag, kaldet N-type, indeholder spor af grundstoffer såsom arsen for at give materialet en negativ elektrisk ladning; det andet lag, kaldet P-type, er snoet med andre elementer, der giver en positiv ladning. Elektrisk fungerer de to sider som terminalerne på et batteri; når den er tilsluttet et kredsløb, strømmer en elektrisk strøm fra den positive side gennem kredsløbskomponenterne og til solcellens negative side. Nogle solceller bruger silicium i krystalform; andre bruger et amorft eller glaslignende silicium. Krystallinsk silicium har tendens til at være mere effektiv til at omdanne lys, men koster mere end den amorfe type.
Effekt af lysstyrke
Lysstyrke eller lysstyrke er den mængde lys, der skinner på en solcelle. I totalt mørke producerer en celle ingen elektricitet. Når lysmængden øges, øges celleens strøm. På et bestemt niveau af lysstyrke når cellens output imidlertid en grænse; ud over dette punkt giver mere lys ingen yderligere strøm. En solcelles specifikationer inkluderer en nominel spænding og strømværdi, som er cellens output under direkte stærkt solskin. For at få mest muligt ud af en solcelle er det vigtigt at vende den mod solen så direkte som muligt. Et solcellepanelinstallatør monterer for eksempel et panel i en vinkel, der fanger de fleste af solens stråler. Vinklen afhænger af, hvor du befinder dig på jorden: jo længere nord eller syd du er fra ækvator, jo stejlere er vinklen. Nogle solenergi "gårde" har paneler på en mekanisme, der skråner og sporer solens daglige bevægelse på himlen.
Spektrum, bølgelængde og farve
Synligt lys er en del af det elektromagnetiske spektrum, en form for energi, der også inkluderer radiobølger, ultraviolet og røntgenstråler. Regnbueens farver indeholdt i synligt lys repræsenterer forskellige bølgelængder; bølgelængden af farven rød er for eksempel ca. 700 nanometer eller milliardedele af en meter, og 400 nanometer er bølgelængden for violet. Solceller reagerer på mange af de samme bølgelængder, der detekteres af det menneskelige øje.
Sollys eller kunstigt lys
Solceller fungerer generelt godt med naturligt sollys, da de fleste anvendelser til soldrevne enheder er udendørs eller i rummet. Fordi kunstige lyskilder som glødelamper og lysstofrør efterligner solens spektrum, kan solceller også arbejde indendørs og drive små enheder som lommeregnere og ure. Andre kunstige kilder såsom lasere og neonlamper har meget begrænsede farvespektre; solceller fungerer muligvis ikke så effektivt med deres lys.