Solens energi kan gjøres om til strøm ved hjelp av det som kalles en fotoelektrisk effekt. Det innebærer at elektroner i molekylene flytter seg fra et stoff og over til et annet som følge av sollys, og samtidig tar opp i seg energi fra fotoner. Dette ble oppdaget allerede på 1800-tallet, og på 1900-tallet ble det videre analysert av kjente fysikere som Planck og Einstein. De fleste vet kanskje ikke at Einstein ikke fikk Nobelprisen for sin relativitetsteori – det var faktisk for hans beskrivelse av denne fotoelektriske effekten som er så avgjørende for all fremtidig bruk av solenergi.

Solar energy and photovoltaicsEn solcelle er et direkte resultat av det arbeidet Hertz, Planck, og Einstein gjorde for å studere effekten av solens energi. Den består av en halvleder som er “dopet”, det vil si behandlet sånn at det er ubalanse på frie elektroner mellom forsiden og baksiden. Denne ubalansen gir et elektrisk felt som driver elektronene fremover, samtidig som man knytter for- og baksiden sammen med en elektrisk krets.

Det mest avgjørende problemet med solceller er prisen, og dernest virkningsgraden. Snarere kan man si at nøkkelen til å forstå solcellens fremtid er forholdet mellom pris og virkningsgrad. For de som ikke kjenner terminologien, så er altså virkningsgraden forholdet mellom avgitt og tilført effekt. Forenklet vil dette si; hvor mye solstråling som går inn og hvor mye strøm som kommer ut. Dette er det grunnleggende målet på effektiviteten til en solcelle.

Noe av problemet med solceller er selvfølgelig at virkningsgraden slik definert varierer mye gjennom året, og påvirkes av et utall variabler. For eksempel er det slik at celler laget av silisium får svekket virkningsgrad når temperaturen går opp, samtidig som det jo gjerne er da det er mest stråling. Paradoksalt nok fungerer slike celler best når de er avkjølt.

Det aller største problemet med solceller er likevel at industrialiseringen byr på store hindringer. Selv når man oppnår høy virkningsgrad i laboratoriet, greier man som regel ikke på noen måte å omsette dette i masseprodusert industriell teknologi.