Solarzelle

Sonnenzelle

Im Bereich der Sonneneinstrahlung nutzt die Solarzelle in erster Linie das für das Auge sichtbare Licht. Aber wie funktionieren Solarzellen und Solarmodule? Wie sieht das Zukunftspotenzial der Solarenergie aus? Sämtliche Infos & Hilfe zur Suche nach einem geeigneten Solarunternehmen > Jetzt anfordern! Werke für die Solarwaferproduktion, Solarzellenproduktion und Solarmodulproduktion.

Funktionsweise, Effizienz und Struktur der Solarzelle

Die Solarzelle ist die Kernkomponente einer Solaranlage. Er wandelt die Sonneneinstrahlung in Sonnenstrom um. Aus diesem Grund werden mehrere Solarzelle aneinander gekuppelt, so dass sich die Erträge summieren. Werden mehrere Solarzelle hintereinander verbunden, so spricht man von einem Photovoltaikmodul. Solarzelle basiert auf der visuellen Stimulation eines Kondensators. Im Gegensatz zu Metallen haben Halbleitern keine freilaufenden Elektroden, die elektrische Ströme übertragen können.

Die Hauptunterscheidung zwischen einem Leiter und einem Isolierkörper liegt darin, dass für das Anheben von Ionen in einen freien Bewegungszustand verhältnismäßig wenig Zeit benötigt wird. Für den in der Solarzellentechnik am weitesten verbreiteten Siliziumhalbleiter ist ein Phon aus dem kurzweiligen Teil des Lichtspektrums ausreichen.

Wenn eine externe elektrische Stromspannung an den Leiter gelegt wird, fließen Ströme, wenn ein Elektronen in den leitfähigen Zustandszustand wechselt, weil ein Foton mit der entsprechenden Leistung aufgenommen wurde. Es ist auch von Bedeutung zu wissen, ob die Solarzelle aus einem großen kristallinen oder aus vielen kleinen Kompositkristallen zusammengesetzt ist. Aus diesem Grund haben die so genannte monokristalline Solarzelle einen höheren Wirkungsgrad als multikristalline oder multikristalline Zeller.

Es ist auch möglich, das Silicium zu einer formlosen Substanz zu verschmelzen und diese als Dünnschicht auf der Solarzelle zu verdampfen. Die sogenannten Dünnschicht-Module haben einen noch niedrigeren Wirkungsgraden, sind aber aufgrund des niedrigen Werkstoffbedarfs wesentlich kostengünstiger. Andere Halbleitermaterialien als Silicium können auch für die Produktion vor allem von Flachfilmmodulen eingesetzt werden.

Die Vorstellung, anstelle von kristallinen Halbleitern einen organischen Leiter einzusetzen, ist noch recht jung. Biologische Plastikstoffe haben viele Vorzüge als Rohstoffe für Photovoltaik. Diese sind preiswert, einfach zu bearbeiten und können in jeder gewünschten Gestalt, z.B. als Dünnschicht, produziert werden. Effizienzeinbußen können dadurch ausgeglichen werden, dass die Nutzfläche für organisch aufgebaute Schichten wesentlich grösser ist als für schwerkristalline Zellen.

Prinzipiell sind dies Solarmodule, bei denen zwei Halbleitermodule in unterschiedlichen Frequenzintervallen des Lichtspektrums aufeinander gestapelt werden. Die monokristallinen Siliciumzellen haben den größten Effizienzgewinn, wobei hier etwa 19% erreicht werden können. Heute liegt die Solarzelle aus multikristallinem Silicium im Wertebereich von 15 vH. Dünnfilmzellen aus dem Werkstoff amorphes Silicium machen rund sieben aus.

Signifikant erhöhte Grenzwerte wurden bereits unter besonderen labortechnischen Bedingungen erreicht. Eine Prognose der zukünftigen Solarzellenentwicklung ist noch nicht möglich. Aus ökonomischer Sicht ist es heute vielversprechender, sich in Zukunft auf preiswerte ökologische Halbleitermaterialien zu konzentrieren.

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