Wie funktioniert eine Solarzelle?

Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien die unter Zufuhr von Licht oder Wärme elektrisch leitfähig werden. Über 95 % aller weltweit produzierten Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium, mit dem Vorteil, dass Silizium als zweithäufigstes Element der Erdrinde in ausreichenden Mengen vorhanden und die Verarbeitung des Materials umweltverträglich ist.

Unterschiedliche Zelltypen

– monokristalline Siliziumzellen benötigen hochreines Halbleitermaterial und haben daher einen höheren Wirkungsgrad. Durch die dabei entstehenden hohen Energiekosten bei der Produktion, bewirkt das automatisch einen höheren Kaufpreis.

– polykristalline Siliziumzellen sind aufgrund des Herstellungsverfahrens kosteneffizienter, und somit der meistverbaute Zelltyp. Der Unterschied in der Effektivität zu monokristallinen Siliziumzellen ist bei den heutigen PV-Hochleistungsmodulen nur unter Laborbedingungen nachzuweisen.

Von der Zelle zum Modul

In den Modulen werden die Solarzellen über Lötverbindungen zwischen Minus- und Pluspol verbunden. Die erzeugte Energie wird über das PV-Anschlusskabel mit Solarstecker entnommen.

Die verschalteten Solarzellen werden in einen transparenten Kunststoff eingebettet und frontseitig mit einer Solar-Glasscheibe versehen, wobei die Rückseite mit einer Kunststofffolie geschützt wird. Die Stabilität des Gesamtmoduls gewährleistet meist ein Rahmen aus Aluminium.

Stromerzeugung

In einer Solarzelle wird der photovoltaische Effekt zur Erzeugung von Strom genutzt. Treffen Photonen (Sonnenlicht) auf die n-Schicht der Solarzelle, entstehen Elektronen-Loch-Paare und eine Spannung, die an den Plus- und Minuspolen der Solarzelle über Kontakte entnommen wird.

„Sand + Sonne = Energie“
(Albert Einstein)

• Fragt man mich, ob es in meiner Natur sei, die Sonne zu verehren, so sage ich abermals:
• Durchaus! Denn sie ist gleichfalls eine Offenbarung des Höchsten und zwar die mächtigste, die uns Erdenkindern wahrzunehmen vergönnt ist.
• Johann Wolfgang von Goethe