Kan elbilen få glasstak med solceller som lader batteriet? Kanskje det, se her:
Bildet er fra Honda, og viser et glasstak med plass til solceller.
Av Stein Bekkevold
Spørsmålet er hvor mye strøm som trengs for å holde batteri og elbil i gang. Og om et solcellepanel på taket klarer dette. Ja, de kan alltids hjelpe litt, men mer effektive varianter ønskes. Og hva er egentlig en solcelle? Hvordan virker den?
En solcelle gjør om solenergi (dagslys) til strøm med hjelp av fotovoltaisk effekt i halvledere. Strømmen kan drive noe, lagres i batterier – eller sendes ut i kabler om systemet er stort nok. Solceller skiller seg fra andre system som tapper energi fra solen; i «Syden» skaffer de jo varmtvann fra paneler på taket…
Solcellene bygges av halvledere; det gir fotovoltaisk effekt. Det vanligste materialet er krystallinsk silisium. Tynne skiver sages ut av blokker som enten består av én krystall eller flere individuelle, altså både enkelt- og fler-krystallinske celler.
Skivene kan også lages om det aktive materialet dampes på en plate. Dette er mer komplisert, men vi slipper å bruke dyrt halvledermateriale tvers gjennom. Det forskes på andre aktive materialer, men mest brukt er kadmium-tellurid og kobber–indium–gallium-di-selenid. Noen bruker germanium (oppdaget 1886) også, det er dette pluss gallium (fra 1875) som Kina nå begrenser salget av; kanskje ikke så dramatisk, for begge er koblet til sink, som USA, Australia og Peru er store produsenter av – stoffet sinkblende.
Norge kan også skaffe slike mineraler, og Tyskland gir milliarder til utvinning. Og forskere har laget celler der et fargestoff gir strøm fra halv-lederne. Dette kan gi paneler med langt flere celler per m2 – og mer strøm.
Dette skjer
Solceller leverer fotovoltaisk effekt – foto er lys og volt er strøm. Lys er energirike fotoner (partikler) som skaper mobile elektronhull* i halvlederen. Cellen virker som diode og lager strøm.
Teknikken likner den i LED-lamper, LED er Light Emitting Diode. Der går strøm inn i dioden og gir lys; her er virkningen at lys går inn i dioden og gir strøm. Smart!
Det oppstår noe som kalles ladnings-separasjon i det elektriske feltet i dioden – i «hullene»: I et spesielt område kalt pn-overgangen er cellen elektrisk klargjort for å skape strøm av lys (ladnings-separasjonen skiller positive elektronhull fra negative elektroner i pn-overgangen). Dette er avansert halvlederteknikk. Og det solcellene får ut av dagslyset kan supplere hjelpebatteriet, som jobber seg i hjel for å drive alt annet enn elmotoren.
*Hull/ikke hull: Vi får et område med overskudd av elektroner når litt av halvlederen dopes med fosfor, som har flere elektroner per atom enn silisiums fire. Halvlederen blir en N-type, de nye atomene er donorer. Motsatt vil stoffet bor – med færre elektroner – skape områder som mangler et elektron. Et hull. Hull er bevegelige fordi et elektron fra et nabo-atom kan okkupere et hull, og etterlate seg et nytt. Hullene er positive ladningsbærere, og halvlederen er da av P-type. Fremmede atomer er akseptorer. Det flotte er at dette virker.
