把“硅”变成“太阳能电池”，究竟用了什么魔法？

可再生能源，是指在一定范围内可以重复利用的能源。换句话说，只要地球和太阳不毁灭，像风能、地热能、太阳能这些可再生能源，都是取之不尽用之不竭的。拿太阳能来说，地球吸收的太阳能就有173000太瓦，这个数字是地球上人类使用能源总和的一万倍。

我们不禁会想，有一天人类社会能不能完全依赖太阳能运行下去？

其实，人们很早就盯上了太阳能，并尝试将其转化成可直接使用的电能。最笨的方法就是用太阳光提供热来烧开水，然后用开水的蒸汽来发电。但是每次能量的转化必然伴随着消耗，烧开水方法的效率不高。 因此人们陷入了沉思：怎样把太阳能直接变成电能呢？

第一次将这个想法变成现实的人叫埃德蒙·贝克勒尔。

1839年的某一天，研究磷光的埃德蒙发现了不得了的东西，他把氯化银放在酸溶液里，再接两个铂电极，然后拿到太阳下去晒，结果在两个电极中间发现了电压！

当时人们还不知道该现象的原理，只知道光照可以产生电势，于是把这种现象叫做光生伏特效应，简称光伏效应。 现在的太阳能电池基本都是利用了光伏效应，所以太阳能电池也叫太阳能光伏电池。

目前应用最广泛的光伏电池主要是用硅等半导体材料来制作的，那么人们是怎么利用半导体和光伏效应来制作出太阳能电池的呢？

一切的基础：原子能带结构

简单来说，能带是指我们根据电子的能量多少，给它划分到的不同区域。我们都知道，原子核带正电，它会吸引带负电的电子，而且离原子核越近的电子被束缚得越强。 现在我们把原子拆分开，原子核沉到下面，电子放在上面。

这样的话，我们可以给电子们划分两个活动区域：一是离原子核比较近的区域，这里的电子都被紧紧吸住，我们称之为价带 。二是远离原子核的区域，这里的电子不受监管，比较自由，如果有外加电场让这些电子跑起来，那材料就导电了，我们称这个区域为导带 。

除了这两个区域，在价带上面、导带下面还有一个区域，是不允许电子存在的，我们称之为禁带 。

基本的原子能带结构就是这样了，但是还有些细节我们需要注意一下： 首先，能带还可以细分为不同的能级，而由于泡利不相容原理，每个能级只能容纳两个电子。其次，大部分原子的电子没那么多，甚至价带上还没住满，导带上是没有电子的。再者，价带上的电子并不老实，它可能会“出轨”，也就是越过禁带，冲到导带上，当然这个过程我们叫它跃迁，跃迁是要吸收能量的。

考虑到这三个细节，可能有些读者就猜到了，自热界存在着两种截然不同的材料： 一种禁带很窄，或者干脆没有禁带，在室温下它的价带外层电子可以轻易跃迁到导带上，这就是导体 。相反如果材料的禁带很宽，一般大于三电子伏特（3eV），在室温下电子老老实实地待在价带上，那它就不能导电，这就是绝缘体 。

“善变”的半导体

那有没有价带和导带之间的能隙小于3eV的材料呢？有，那就是半导体 ,通常意义上就是指导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。

但半导体的价值并不是表现在它的导电能力上，而是它“左右横跳”的导电性。半导体的导电性能很容易受到外界因素的影响而改变，后面我们就会看到光伏效应如何改变半导体的导电性。接下来我们将以硅原子为例，一起探索半导体内部的奥秘。

1、本征半导体的结构

像纯硅、纯锗这类不加任何杂质的半导体，我们称之为本征半导体。 来看看硅原子，它有14个电子，电子排布是2-8-4，最外层有4个电子。元素的性质主要是由最外层电子决定的，那硅的最外层电子就有这样的趋势： 要么再找四个电子凑四对，要么把四个电子都扔了。

在硅晶体中，每个硅原子的上下左右都相邻一个硅原子，正好硅最外层有四个电子，它就会和相邻的硅原子共用这些电子，这样每个硅原子最外层就凑齐了8个电子。完美！

2、杂质半导体的结构

如果我们给本征半导体掺杂一些杂质，情况会有什么不同呢？ 比如把其中一个硅原子换成磷原子，磷原子有15个电子，排布是2-8-5，最外层有5个电子，和相邻的硅原子凑齐8个电子之后，还多出来一个电子。这样每掺一个磷原子，就会有一个无处安放的电子，掺多了就会形成一支“单身电子大军”。 我们称这样的半导体为N型半导体，N（Negative）表示电子带负电。

相反，我们如果掺入硼原子，它有5个电子，最外层有3个。硼原子和周围的硅原子凑，也只能凑出7个电子。这7个电子还差一个电子形成稳定结构，因此这里产生了一个“空穴” 。我们称之为P型半导体，P（Positive）表示空穴可以等效成带正电的微粒。

3、半导体为什么会导电？

按照前面的说法，杂质半导体有自由移动的电荷，自然可以导电。那本征半导体导电的自由电荷是哪来的呢？

其实在理想情况（即绝对零度）下，本征半导体确实不能导电，所有的价电子都被束缚在了共价键上。但是一般半导体的应用都是在室温下进行的，这时候由于热运动，半导体会本征激发出一对空穴电子。

在两种杂质半导体中，当然也有本征激发。也就是说在N型半导体中，也有空穴的存在，但是数量少于自由电子，这两种载流子中，数量多的我们叫它 多子，少的叫做 少子。在P型半导体中则相反。

N型与P型半导体的结合：“自带电场”的PN结

如果我们把两种杂质半导体连接起来，会发生什么呢？

N型半导体的电子多空穴少，P型半导体的空穴多电子少。这有点像两种不同溶液之间的混合，这边多数的电子会想跑到另一边，那边多数的空穴想跑到这边，这种行为叫做多子的扩散 ，但是这个扩散一开始就出现问题了。不知道大家玩过“贴树皮”的游戏没有，两人需要在规定时间内“贴”在一起，时间一到，没贴起来的人要被淘汰。

电子空穴也一样，它们不可能舍近求远，因此常常两种杂质半导体连接处的多子就直接“贴”了起来。 要记得我们的两个半导体都掺杂了原子进去，整体是电中性的，我们只是画出了导带上的自由电子和空穴，下面还有原子核和内层电子呢。现在电子跑了，或者空穴被填充了，那这两块地方就会显示出电性。失去电子的N型半导体显正电性，失去空穴的P型半导体显负电性，这个结构就叫做PN结。

是不是听起来有点晕？下面这张示意图可以帮助大家直观地了解PN结的形成过程。

PN结形成后，其两端显不同的电性，进而形成一个从N指向P的电场。这个电场是自发形成的，我们可以叫它自建电场。 这时候我们来看看少子的情况，少子和多子的电性是相反的，既然自建电场阻碍了多子的扩散，反而就促进少子运动到对面去了，这个过程叫少子的漂移 。多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡的时候，这时候PN结就稳定形成了。

经过层层铺垫，我们知道了硅为何会被称为半导体，以及为何两种半导体拼接可以得到一个自带电场的结构——PN结。铺垫结束，该轮到光伏效应出场了！

最后的关键一步：把光打到PN结上

把太阳光打到PN结上，会发生什么呢？没错，是光伏效应。 光伏效应的作用就是让那些已经成对的价带电子再次受到“诱惑”，并再次形成电子空穴对。实质就是我们前面讲的价带电子吸收了光的能量，能量变高，跃迁到了导带上。

这些电子空穴受到自建电场的影响被扔到两边去，形成一个从P指向N的电场，这就是光生电场，方向与自建电场相反。 此时外接一个回路，由于电势差的存在，回路中就产生了电流！至此，我们借由光伏效应和半导体把光能转化成电能的工作就大功告成了。

光伏电池经过了近百年的发展，本文例举的这种无机半导体光伏电池是其中最为成熟的一类。 除此之外，还有基于有机半导体材料的一些光伏电池，例如染料敏化太阳电池、一部分钙钛矿太阳能电池等。不管有机还是无机，这些光伏电池的基本原理都离不开我们介绍的各种半导体相关理论。

基于这些理论和材料的光伏电池虽然仍未到达它们的极限，但是总体的理论转换效率也不过30%，真实的转换效率也很难达到理论值。现在已经有研究人员开始探索基于新工作原理的光伏电池，例如载流子太阳电池、杂质光伏电池等等，他们希望能把光电转换效率提高到60%，甚至更高。对于仍然处于初级阶段的光伏产业，我们始终抱有巨大的信心，它可能是未来人类解决能源问题的重要选项。

Tagraíonn fuinneamh athnuaite don fhuinneamh is féidir a athúsáid laistigh de raon áirithe. I bhfocail eile, fad nach ndéanfar an domhan agus an ghrian a dhíothú, tá fuinneamh inathnuaite amhail fuinneamh gaoithe, fuinneamh geothéarmach agus fuinneamh gréine neamh-úsáidte. Glacfaidh an domhan 173000 terawatt de fhuinneamh solaire, is é sin 10000 uair an fhuinneamh iomlán a úsáideann daoine ar an domhan.



Ní féidir linn cabhrú le smaoineamh, lá amháin, is féidir leis an tsochaí dhaonna brath go hiomlán ar fhuinneamh solaire?



I ndáiríre, tá díriú fada ag daoine ar fuinneamh solaire agus iarracht sé é a thiontú go fuinneamh leictreach dhíreach. The stupidest way is to use sunlight to provide heat to boil water, and then use the steam of boiled water to generate electricity. Ní mór, áfach, tomhaltas a bheith ag gabháil le gach athchóiriú fuinnimh agus níl éifeachtúlacht uisce boilte ard. Mar sin thit daoine isteach i smaoineamh domhain: conas fuinneamh solaire a athrú go díreach i fuinneamh leictreach?



Bhí Edmund Becquerel an fear a chuir an smaoineamh seo i bhfeidhm ar dtús.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Edmund Becquerel (foinse grianghraf: Wikipedia)



Lá amháin i 1839, fuair Edmund, a staidéar ar an bhfosforaoiseacht, rud éigin iontach. Chuir sé clórid airgid i réiteach aigéada, ceangailte dhá leictreoid platinum, agus ansin ghlac sé leis an ghrian. Mar thoradh air, fuair sé voltage idir an dá leictreoid!



Ag an am sin, ní raibh a fhios ag daoine prionsabal na feiniméine seo, ach bhí a fhios aige go bhféadfadh solas acmhainneacht a tháirgeadh, mar sin tugadh an feiniméin seo éifeacht photovoltaic, dá ngairtear éifeacht photovoltaic ar bhealach gearr. Anois inniu, úsáideann na ceall ghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghriangh



I láthair na huaire, déantar na ceall photovoltaic is forleathan a úsáidtear go príomha as ábhair leathlíonraitheoirí amhail silicón. Cén chaoi a úsáideann daoine leathlíonraitheoirí agus éifeachtaí photovoltaic chun ceall solaire a dhéanamh?



Bunús gach rud: struchtúr an bhanda adamhaigh



Ar bhealach gearr, tagann an banda fuinnimh do na réigiúin éagsúla a roinnítear leictreon ina de réir a fuinnimh. Mar a fhios againn go léir, tá an núicléas luchtaithe go dearfach, tarraingeoidh sé leictreoin luchtaithe go diúltach, agus sa níos dlúithe atá sé leis an núicléas, sa níos láidre atá an leictreon ceangailte. Anois, déanamh na hainmeanna a leithdháileadh, bíonn na núicléidí faoi bhun, agus tá na leictreonaigh ar barr.



Ar an mbealach sin, is féidir linn na leictreonai a roinnt i dhá réigiún gníomhach: is é réigiún amháin níos gaire don núicléas, áit a bhfuil na leictreonai absorbaithe go dlúth, a dtugtar an bhanda valence againn. Is é an dara limistéar atá i bhfad ón núicléas. Ní rialaítear na leictreonaigh anseo agus tá siad go hiomlán saor. Má tá réimse leictreachais seachtrach ann chun na leictreonaigh sin a rith, seolfaidh an t- ábhar leictreachas. Glaonnam leis an limistéar seo an bhanda tiomána.



Sa bhreis ar an dá réigiún seo, tá réigiún os cionn an bhanda valence agus os cionn an bhanda tiománaithe nach gceadaítear leictreoin a bheith ann, a dtugtar an bhanda cosanta againn.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Struchtúr bhanda adamh (foinse grianghraif: déanta féin ag an údar)



Tá struchtúr bunúsach an bhanda fuinnimh adamhach mar seo, ach tá roinnt mionsonraí fós ar gá linn aird a thabhairt orthu: ar dtús, is féidir an bhanda fuinnimh a fhoroinnt i leibhéil éagsúla fuinnimh, agus ní féidir le gach leibhéal fuinnimh ach dhá leictreon a chomóradh mar gheall ar phrionsabal neamhchomhoiriúnachta Ar an dara dul síos, níl an oiread sin d'leictreoin ag formhór na n-adamh, fiú nach bhfuil an bhanda valence lán, agus níl aon leictreoin sa bhanda tiománaithe. Ina theannta sin, níl an leictreon sa bhanda valence onest. Is féidir leis an leictreon "derail", is é sin, tras an bhanda toirmeasctha agus rush go dtí an bhanda tiománaithe. Ar ndóigh, is é an próiseas seo a dtugtar trasdul, is é sin fuinneamh a ghlacadh.



Ag féachaint do na trí mhionsonraí seo, d’fhéadfadh roinnt léitheoirí a thuairiscint go bhfuil dhá ábhar éagsúil sa domhan uathoirmheach: tá ceann amháin le buille an-shrianta banda nó gan buille banda ar chor ar bith. Ag teocht seomra, is féidir leictreonain seachtracha a bhanda valence a aistriú go héasca go dtí an bhanda seoladh, On the contrary, if the band gap of a material is very wide, generally greater than three electron volts (3eV), and the electron stays on the valence band at room temperature, it cannot conduct electricity, which is an insulator.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Struchtúir bhanda fuinnimh soladacha éagsúla (foinse íomhá: Wikipedia)



Leathsheolaitheoir "Fickle"



An bhfuil aon ábhar ann a bhfuil a laghad fuinnimh níos lú ná 3eV idir an bhanda valence agus an bhanda tiománaithe? Tá s é sin leaththionscnaitheoirí. Sa bhrí ginearálta, is substaintí iad a bhfuil cumas leictreach acu idir tiománaitheoirí agus aisleoirí.



Mar sin féin, ní léirítear luach leaththionscaitheora in a iompaireacht ach ina iompaireacht "léim thaobhach". Déanann gnéithe seachtracha éasca athrú ar thionscnamh leathchuinneoirí. Ar a dhiaidh sin, féach muid conas a athraíonn an éifeacht photovoltaic tiomántacht leathchuinneoirí. Ar a dhiaidh sin, glacfaidh muid adamhanna síolóin mar shampla chun scrúdú a dhéanamh ar mistéirí leath-iompairí.



1. Struchtúr leathaniompaire intíreach



Déantar leathchonraitheoirí amhail sílicín íon agus géarmáiniam íon gan aon neamhdhíorthachtaí a ghlacadh mar leathchonraitheoirí intíreacha. Féach ar an adamh síliacóin, tá sé 14 leictreon, tá an socrú leictreon 2-8-4, agus tá ceithre leictreon sa tsraith is forimeallaí. Cinnfear airíonna na n-eilimintí go príomha ag na leictreonai is forimeallaí.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Adamh síolóin (foinse grianghraf: déanta féin ag an údar)



I gcristal silicóin, tá gach adamh silicóin i dteannta adamh silicóin amháin suas, síos, ar chlé agus ar dheis. Tharlaíonn sé go bhfuil ceithre leictreon sa tsraith is forimeallaí de silicón, agus roinnfidh sé na leictreoin sin le adamh silicóin i dteannta, ionas go bhfuil ocht leictreon sa tsraith is forimeallaí de gach adamh silicóin. Perfect!



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Bunús clúdaitheach de chrostal silicóin (foinse grianghraif: déanta ag an údar féin)



2. Struchtúr leaththionscaitheora neamhbhreithiúnais



Cad a bheadh an difríocht más rud é go ndóipíonn muid roinnt díolúintí isteach sa leaththionscnóir intíreach? Mar shampla, cuir adamh amháin síliacóin in ionad adamh fosfóra. Tá 15 leictreon ag an adamh fosfóra, tá 2- 8- 5 ag an socrú agus tá 5 leictreon ag an tsraith is forimeallaí. Tar éis 8 leictreon a bhailiú leis an adamh síliacóin atá ag gabháil leis, éiríonn leictreon amháin eile amach. Sa tslí sin, gach uair a mheascfar adamh fosfóra, beidh leictreon gan áit a chur. Má mheasctar níos mó é, beidh sé ina "armán leictreonach aonair". We call such semiconductors n-type semiconductors. N (negative) means that electrons are negatively charged.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Leathsheolaitheoir N-chineál (foinse grianghraf: déanta féin ag an údar)



Ar a mhalairt, má chuirimid adamh bóróin leis, tá cúig leictreon aige agus trí sa tsraith is forimeallaí. Ní féidir ach seacht leictreon a dhéanamh as adaimí bóróin agus as adaimí silicóin timpeall. Is gá leictreon amháin fós don seacht leictreon seo chun struchtúr cobhsaí a bhunú, mar sin ghintear "poll" anseo. Ciallaíonn P (dearfach) go bhféadfaidh folaí a bheith coibhéiseach le cáithníní a luchtaítear go dearfach.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Leathsheolaitheoir de chineál P (foinse grianghraf: déanta féin ag an údar)



3. Cén fáth a sheolaíonn leaththionscnaitheoirí leictreachas?



De réir an ráiteas roimhe seo, tá muirir saorghluaiseachta ag leathchuinneoirí neamhbhreithiúlachta agus is féidir leictreachas a sheoladh go nádúrtha. Cén áit a thagann saor-muirear leath-iompaire intíreach ó?



I ndáiríre, faoi choinníoll oiriúnach (i.e. nol glan), ní sheolaíonn an leathchonraitheoir intíreach leictreachas, agus tá gach leictreon valence ceangailte le ceangail chóvalenta. Mar sin féin, déantar cur i bhfeidhm ginearálta leathchonraitheora ag teocht seomra.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Treoshuíomh intrinsic (foinse íomhá: déanta féin ag an údar)



Ar ndóigh, tá spásamh intíreach ann freisin sa dá leaththionscaitheoir neamhdhíortha. I bhfocail eile, tá folaí i leathlíneoirí den chineál n, ach tá líon n íos lú ná líon n a n-leictreon saor. Sa dá chineál seo de iompróirí, tá an ceann a bhfuil líon mór ar a dtugtar illeictreon agus an ceann a bhfuil líon beag ar a dtugtar leictreon mionlach. Is fíor é an contrártha i leaththiománaithe de chineál p.



Comhcheangal leathchuinneoirí n-chineáil agus p-chineáil: ceangal PN lena réimse leictreach féin



Cad a tharlaíonn má cheangailtear dhá leaththionscaitheoir neamhbhreithiúna?



Tá níos mó leictreoin agus níos lú folaí ag leathchuinneoirí den chineál N, agus tá níos mó folaí ag leathchuinneoirí den chineál p agus níos lú leictreoin. Seo é beagán cosúil le meascú idir dhá réiteach éagsúil. Is mian leis an bhformhór leictreoin anseo rith go dtí an taobh eile agus is mian leis an bhformhór fol a rith go dtí an taobh seo. Is é an iompar seo a dtugtar difríocht ilmhara, ach tá fadhbanna ag an difríocht seo ag an tús. @ info



Electron holes are the same. They can't go far. Therefore, the multipons at the junction of two impurity semiconductors are often "pasted" directly. Cuimhnigh go bhfuil ár dhá leath-iompaireoir dopáilte le adamh agus go bhfuil siad leictreonach neodrach in a iomláine. Dearann muid ach leictreoin saor agus fola sa bhanda iompair, agus tá núicléin adamhach agus leictreoin inmheánacha thíos. Anois, nuair a rithfidh na leictreonaigh ar shiúl nó nuair a líonfar na folaí, léireoidh an dá áit seo leictreachas. Tá leathchuinneoirí de chineál N a chailleann leictreoin luchtaithe go dearfach agus leathchuinneoirí de chineál p a chailleann folaí luchtaithe go diúltach. Is é an struchtúr seo ceangal PN.



An bhfuil sé fuaime beagán dizzy? Is féidir leis an léaráid seo a leanas cabhrú leat an próiseas cruthaithe PN a thuiscint go intuiciúil.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Ceangal PN (foinse pictiúr: Wikipedia)



Tar éis nasc PN a bhunú, léiríonn a dhá chríoch airíonna leictreacha éagsúla, agus ansin déan an n sé réimse leictreacha ó n go P. Tá an réimse leictreach seo foirmithe go huathoibríoch. Is féidir linn é a ghlaoch réimse leictreach féin tógtha. Ag an am seo, déanfar breathnú ar staid iompróirí mionlaigh. Tá airíonna leictreacha iompróirí mionlaigh agus iompróirí iliompróirí ar an gcoinne chéanna. Ós rud é go gcuireann réimse leictreacha féin tógáilte bac ar leathadh iliompróirí, cuireann s é gluaiseacht iompróirí mionlaigh chun cinn ar an taobh contrártha. Nuair a bhaineann leathadh na n-leictreon go leor agus drift na n-leictreon cúpla le cothromaíocht dinimiciúil, déantar nasc PN a fhoirmiú go seasta.



Tar éis sraitheanna plátála, tá a fhios againn cén fáth a dtugtar síliacón mar leathlíonraitheoir agus cén fáth is féidir dhá leathlíonraitheoir a spliceáil chun struchtúr a fháil lena réimse leictreach féin - nasc PN. Tá an pálóg thar. Tá s é ama don éifeacht photovoltaic a thabhairt amach!



An chéim eochrach is déanaí: bhrúigh an solas ar an ngearr PN



Cad a tharlaíonn nuair a tharlaíonn an ghrian i dteagmháil PN? Tá, tá s é éifeacht photovoltaic. Is é ról na héifeachta photóoltaice na leictreonaigh bhanda valence a dhéanamh a bhí páiráilte "tempted" arís agus péirí poll leictreonaigh a fhoirmiú arís. Is é an bunús go ndéanann na leictreonai bhanda valence a labhairt againn faoi fuinneamh an tsolaigh a ghlacadh níos luaithe, an fuinneamh a mhéadú agus an t-aistriú go dtí an bhanda tiomána.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Name



Maidir leis an réimse leictreach féin-tógtha, caithfear na folaí leictreonacha seo ar an dá thaobh chun réimse leictreonach a fhoirmiú ó P go N, is é an réimse leictreonach fotóghiniúithe, atá i gcoinne an réimse leictreonach féin-tógtha. Ar an am seo, tá ciorcal seachtrach ceangailte. De bharr difríochta a d' fhéadfadh a bheith ann, ghintear sruth sa ciorcal! So far, we have completed the work of converting light energy into electric energy through photovoltaic effect and semiconductors.



Cad é an máic a úsáidtear chun "Silicon" a chur i "solar cell"?

Inmheánach ceall fotovoltaach (foinse grianghraf: déanta féin ag an údar)



Tar éis beagnach céad de fhorbairt, is é an ceann is fearr aibí na ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná ceann is fearr ná Ina theannta sin, tá roinnt cheall photovoltaic bunaithe ar ábhair leath-thionscnaitheoirí orgánacha, amhail ceall ghrianghrianghrianghluaiseach atá íogaire don dath, roinnt cheall ghrianghrianghluaiseach, srl. Cé acu atá orgánach nó neamhorgánach, tá bunphrionsabail na gcuid ceall fotó-oltaic seo insearaithe ó theoireachtaí éagsúla a bhaineann le leath-iompairí a thabhairt isteach againn.



Cé nach bhfuil teorainneacha bainte amach ag na ceallacha fotóvoltaacha bunaithe ar na teorainneacha agus na hábhair sin, ní bhíonn éifeachtúlacht choigeartaithe foriomlán ach 30% agus is deacair an éifeachtúlacht choigeartaithe fíor a bhaint amach sa luach teoiriúil. Tá taighdeoirí tar éis tús a dhéanamh le scrúdú a dhéanamh ar cheallacha fotóleictreacha bunaithe ar phrionsabail oibre nua, mar shampla ceallacha ghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrianghrian I gcás an tionscail photovoltaic, atá fós ina leanúnachas, tá muinín go mór i gcónaí go bhféadfadh sé a bheith ina rogha tábhachtach don daonnacht fadhbanna fuinnimh a réiteach sa todhchaí.