Fotovoltaïsche zonnepanelen absorberen zonlicht als energiebron om gelijkstroom op te wekken. Een fotovoltaïsche (PV) module is een verpakt, verbonden geheel van fotovoltaïsche zonnecellen, verkrijgbaar in verschillende voltages en wattages. Fotovoltaïsche modules vormen de fotovoltaïsche reeks van een fotovoltaïsch systeem dat zonne-energie opwekt en levert voor commerciële en residentiële toepassingen.

De meest voorkomende toepassing van zonne-energieopwekking buiten de landbouw zijn zonneboilersystemen.

Fotovoltaïsche modules gebruiken lichtenergie (fotonen) van de zon om via het fotovoltaïsche effect elektriciteit op te wekken. De meeste modules gebruiken op wafel gebaseerde kristallijne siliciumcellen of dunne-filmcellen. Het structurele (dragende) deel van een module kan de bovenste laag of de achterste laag zijn. Cellen moeten ook worden beschermd tegen mechanische schade en vocht. De meeste modules zijn stijf, maar er zijn ook semi-flexibele modules op basis van dunne-filmcellen beschikbaar. De cellen moeten elektrisch in serie worden geschakeld, onderling.

Een PV-aansluitdoos is aan de achterkant van het zonnepaneel bevestigd en het is de uitgangsinterface. Extern gebruiken de meeste fotovoltaïsche modules het type MC4-connectoren om gemakkelijke weerbestendige verbindingen met de rest van het systeem mogelijk te maken. Ook kan een USB-voedingsinterface worden gebruikt.

De elektrische verbindingen van de module worden in serie gemaakt om een ​​gewenste uitgangsspanning te bereiken of parallel om een ​​gewenst stroomvermogen (ampère) te leveren. De geleidende draden die de stroom van de modules afnemen, kunnen zilver, koper of andere niet-magnetische geleidende overgangsmetalen bevatten. Bypass-diodes kunnen extern worden ingebouwd of gebruikt, in het geval van gedeeltelijke module-schaduw, om de output van nog verlichte module-secties te maximaliseren.

Sommige speciale PV-zonnepanelen bevatten concentrators waarin licht wordt gefocusseerd door lenzen of spiegels op kleinere cellen. Dit maakt het mogelijk om op een kosteneffectieve manier cellen met hoge kosten per oppervlakte-eenheid (zoals galliumarsenide) te gebruiken.

Zonnepanelen gebruiken ook metalen frames die bestaan ​​uit stellingcomponenten, beugels, reflectorvormen en troggen om de paneelstructuur beter te ondersteunen.

In 1839 werd Alexandre-Edmond Becquerel voor het eerst opgemerkt dat sommige materialen een elektrische lading kunnen creëren door blootstelling aan licht. Hoewel de eerste zonnepanelen te inefficiënt waren voor zelfs eenvoudige elektrische apparaten, werden ze gebruikt als een instrument om licht te meten. De waarneming van Becquerel werd pas in 1873 herhaald, toen Willoughby Smith ontdekte dat de lading kan worden veroorzaakt door licht selenium. Na deze ontdekking publiceerden William Grylls Adams en Richard Evans Day in 1876 "The action of light on selenium", waarin ze het experiment beschreven dat ze gebruikten om de resultaten van Smith te repliceren. In 1881 creëerde Charles Fritts het eerste commerciële zonnepaneel, dat door Fritts werd gerapporteerd als 'continu, constant en van aanzienlijke kracht, niet alleen door blootstelling aan zonlicht maar ook aan gedempt, diffuus daglicht'. Deze zonnepanelen waren echter erg inefficiënt, zeker in vergelijking met kolencentrales. In 1939 creëerde Russell Ohl het zonnecelontwerp dat in veel moderne zonnepanelen wordt gebruikt. Hij patenteerde zijn ontwerp in 1941. In 1954 werd dit ontwerp voor het eerst gebruikt door Bell Labs om de eerste commercieel levensvatbare siliciumzonnecel te creëren.

De meeste zonnepanelen worden momenteel geproduceerd uit zonnecellen van kristallijn silicium (c-Si) gemaakt van multikristallijn en monokristallijn silicium. In 2013 vertegenwoordigde kristallijn silicium meer dan 90 procent van de wereldwijde PV-productie, terwijl de rest van de totale markt bestaat uit dunne-filmtechnologieën die cadmiumtelluride, CIGS en amorf silicium gebruiken

Opkomende zonnetechnologieën van de derde generatie maken gebruik van geavanceerde dunnefilmcellen. Ze produceren een relatief hoogrenderende conversie voor de lage kosten in vergelijking met andere zonnetechnologieën. Ook worden dure, hoogrenderende en dicht opeengepakte rechthoekige multi-junction (MJ) -cellen bij voorkeur gebruikt in zonnepanelen op ruimtevaartuigen, omdat ze de hoogste verhouding van opgewekt vermogen per in de ruimte geheven kilogram bieden. MJ-cellen zijn samengestelde halfgeleiders en gemaakt van galliumarsenide (GaAs) en andere halfgeleidermaterialen. Een andere opkomende PV-technologie die gebruik maakt van MJ-cellen is fotovoltaïsche concentrator (CPV).

Op deze pagina kunt u gratis PNG-afbeeldingen downloaden: PNG-afbeeldingen van zonnepanelen gratis downloaden