Een zonnepaneel is een apparaat dat zonne-energie kan omzetten in elektrische energie. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het foto-elektrisch effect, een fysisch fenomeen waarbij lichtenergie wordt omgezet in elektrische energie. Zonnepanelen bestaan hoofdzakelijk uit meerdere zonneceleenheden, die elk een halfgeleidermateriaal bevatten, meestal silicium of andere materialen.
Wanneer zonlicht op zonnepanelen schijnt, worden fotonen geabsorbeerd door halfgeleidermaterialen en wordt de energie die ze transporteren vrijgegeven aan elektronen in de halfgeleider. Op dit punt zullen door energie opgewekte elektronen overgaan van hun oorspronkelijke bandgap-orbitalen naar de geleidingsband en vrije elektronen vormen. Deze vrije elektronen zullen naar de elektronenconcentrator in het zonnepaneel bewegen en een elektrische stroom vormen.
In zonnepanelen worden meestal halfgeleidermaterialen met verschillende positieve en negatieve eigenschappen, zoals p-type en n-type, gebruikt om PN-overgangen te vormen. Het materiaal in het p-type gebied is gedoteerd met een kleine hoeveelheid Akali-metaal. Bij bestraling met zonlicht zal Akali-metaalmateriaal elektronen overbrengen naar het n-type materiaal, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Deze PN-overgang vervult de functie van het omzetten van lichtenergie in elektrische energie.
Zonnepanelen hebben veel voordelen: enerzijds zijn ze puur en schoon, zonder enige navervuiling; Aan de andere kant heeft het een hoge betrouwbaarheid op lange termijn en een levensduur van meer dan 30 jaar. Bovendien zijn de kosten van zonnepanelen voortdurend gedaald met de vooruitgang van de technologie, en naderen ze momenteel de prijs van fossiele brandstoffen.
Het gebruik van zonnepanelen kan mensen niet alleen voorzien van schone en hernieuwbare energie, de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen, maar ons ook helpen het milieu beter te beschermen en duurzame ontwikkeling te bereiken.