Solarzellen & Solarmodule

Solarzellen werden größtenteils aus Silizium hergestellt und zu Solarmodulen verarbeitet.

Solarzellen & Solarmodule dienen dem Umwandeln des Sonnenlichts in elektrische Energie. Dieser Umwandlungsprozess begründet sich auf dem im Jahre 1839 entdeckten Photoeffekt (auch photovoltaischer oder photoelektrischer Effekt). Der Entdecker war Alexander Bequerel. Alle modernen Solarzellen bzw. Solarmodule beruhen auf diesem Effekt. Solarzellen und damit auch die aus Solarzellen bestehenden Solarmodule werden aus Halbleitermaterialien angefertigt, also Stoffen, die in der Lage sind, mittels Licht- und Wärmeeinfluss Elektrizität zu leiten. Halbleiter haben daneben auch die Eigenschaft, eine isolierende Wirkung bei tiefen Temperaturen zu entfalten. Das am häufigsten verwendete Halbleitermaterial für Solarzellen ist Silizium.

Umweltfreundliche Herstellung der Solarzellen & Solarmodule

Da Silizium ein Bestandteil der Erde ist und dort als zweithäufigstes Erdrindenelement in ausreichenden Mengen vorliegt, ist die Produktion der Solarzellen und Photovoltaik Module mit Silizium eine umweltfreundliche Art der Herstellung. Nur 5 Prozent der Solarzellen & Solarmodule werden aus anderen Materialien hergestellt.

Funktionsweise der Solarzellen & Solarmodule

Bei der Herstellung der Solarzellen & Solarmodule muss das Halbleitermaterial dotiert werden. Mit Dotieren ist hier das Laden mit einem positiven oder einem negativen Ladungsträgerüberschuss gemeint. Der positive Ladungsträgerüberschuss wird als p-leitende Halbleiterschicht bezeichnet und der negative Ladungsträgerüberschuss als n-leitende Halbleiterschicht. Zwei verschieden dotierte Halbleiterschichten bilden einen Übergang zwischen positiver und negativer Schicht, der als p-n-Übergang bezeichnet wird. Dieser Übergang lässt ein elektrisches Feld entstehen, von dem die Elektrizität abgegriffen werden kann. Dies geschieht über Metallkontakte. Wird diese elektrische Spannung in den Siliziumzellen an Verbraucher angeschlossen, so entsteht Gleichstrom.

Bestandteile & Aufbau von Solarzellen

Die meisten aus Silizium bestehenden Zellen sind entweder 10 cm x 10 cm groß oder auch 15 cm x 15 cm und sind mit einer meist durchsichtigen Antireflexschicht ausgestattet. Sie soll die Solarzelle schützen und vermindert an der Oberfläche der Siliziumzellen die Reflexionsverluste. Siliziumzellen ermöglichen das Abgreifen der Spannung, die bei Silizium als Halbleitermaterial 0,5 V beträgt. Kommt eine 100 cm² große Solarzelle aus Silizium zum Einsatz, so erreicht sie die maximale Stromstärke von 1.000 W/m², also 2 A. Generell ist die Leistung der Solarzellen & Solarmodule von der Temperatur abhängig. Höhere Leistungen und ein höherer Wirkungsgrad sind durch niedrige Zell-Temperaturen erzielbar. Im Wirkungsgrad wird generell benannt, wie viel Einstrahlungsenergie in Elektrizität umgewandelt werden kann.