Solarzelle

Sonnenkollektor

Die Siegeszug der hocheffizienten Solarzellen - was Sie über die PERC-Technologie wissen sollten. Funktionsweise, Effizienz & Struktur der Solarzelle Die Solarzelle ist das Herzstück einer Fotovoltaikanlage. Diese verwandeln die Sonnenstrahlung in Sonnenenergie. Dazu werden mehrere Zellen zusammengekoppelt, so dass sich der Energiebedarf ansammelt. Sind mehrere Zellen in Serie geschalten, wird von einem Photovoltaikmodul gesprochen.

Die Solarzelle basiert auf der visuellen Erregung durch einen Leiter. Im Gegensatz zu Metallen haben Halbleitern keine freien bewegten Elektroden, die elektrische Ströme abtransportieren.

Hauptunterschied zwischen einem Leiter und einem Isolierkörper ist, dass für das Anheben von Elektroden in einen freien Bewegungszustand verhältnismäßig wenig Strom benötigt wird. Für den in der Solarzelle am meisten eingesetzten Siliziumhalbleiter genügt ein Foton aus dem Kurzwellenbereich des Lichtstrahls.

Wenn eine externe Stromspannung an den Leiter gelegt wird, fliesst immer dann elektrischer Strom, wenn sich ein Elektronen in den leitfähigen Status ändert, weil ein Foton mit geeigneter Leistung aufgenommen wurde. Es ist auch von Bedeutung, ob die Solarzelle aus einem großen oder vielen kleinen Verbundkristallen aufgebaut ist. Da an den Schnittstellen zwischen den kleinen Quarzen Strömungsverluste auftreten, haben die sogenannten mono- kristallinen Solarzelle einen höheren Wirkungsgrad als diese.

Es ist auch möglich, das Silicium zu einer formlosen Substanz zu verschmelzen und als Dünnschicht auf der Solarzelle zu verdampfen. Die sogenannten Dünnschicht-Module haben einen noch niedrigeren Nutzungsgrad, sind aber aufgrund des niedrigen Materialaufwands wesentlich günstiger. Auch andere Halbleitermaterialien als Silicium können speziell für die Produktion von Dünnschicht-Modulen eingesetzt werden.

Der Gedanke, anstelle von kristallinen Halbleitern einen organischen statt eines kristallinen Halbleiters zu nutzen, ist noch recht jung. Biokunststoffe haben viele Vorzüge als Ausgangsstoff für die Solarzelle. Diese sind kostengünstig, einfach zu bearbeiten und können in beliebiger Gestalt, z.B. als Dünnschicht, produziert werden. Wirkungsgradnachteile können dadurch ausgeglichen werden, dass die Nutzfläche für organisch gebundene Schichten ist.

Prinzipiell sind dies Solarzelle, in der zwei Halbleitern aufeinander gestapelt sind und verschiedene Frequenz-Intervalle des Frequenzspektrums haben. Die monokristallinen Siliciumzellen haben den größten Nutzungsgrad, hier können etwa 19% erreicht werden. Heute liegt die Zahl der Solarzelle aus multikristallinem Silicium im Rahmen von 15 Prozent. Dünnschicht-Zellen aus formlosem Silicium haben einen Anteil von rund sieben Prozent.

Signifikant erhöhte Messwerte wurden bereits unter besonderen Bedingungen im Labor erreicht. Noch nicht absehbar ist die weitere Marktentwicklung der Solarzelle. Aus ökonomischer Sicht scheint es heute viel versprechender, sich auf preiswerte Biohalbleiter zu konzentrieren.

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