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Bausteine für Solarmodule

Solarzellen, auch photovoltaische Zellen genannt, sind elektrische Bauelemente, welche die Strahlungsenergie des Lichts direkt in elektrische Energie umwandeln. Sie bilden den Kern einer Photovoltaikanlage, mit der Solarstrom aus Sonnenlicht erzeugt wird.
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SolarzellenPolykristalline Solarzelle,
Urheber: Rogilbert, Lizenz: CC BY-SA 3.0
Hergestellt werden Solarzellen in der Regel aus kristallinem Silizium. Silizium ist das in der Natur zweithäufigste chemische Element nach Sauerstoff und ist Bestandteil vieler Mineralien. Als Siliziumdioxid (Quarz) ist es Hauptbestandteil von gewöhnlichem Sand.

Quarzsand dient auch als Rohstoff für die Herstellung der Solarzellen. Aus diesem wird in einem  Hochofenprozess das sogenannte metallurgische Silizium (Rohsilizium) erzeugt. In einem weiteren chemisch-physikalischen Prozess wird daraus anschließend kristallines, hochreines Silizium gewonnen. Das für Solarzellen verwendete Silizium besitzt dabei sogar einen noch höheren Reinheitsgrad als das in der Computerchip-Produktion verwendete Silizium.

Solarzellen aus Silizium bestehen allgemein aus zwei Schichten. An den Grenzflächen zwischen beiden Schichten befindet sich ein sogenannter p-n-Übergang, ein Materialübergang innerhalb eines Halbleiterkristalls. Hier entsteht durch einen physikalischen Prozess ein internes, elektrisches Feld. Eintreffendes Licht (Photonen) ist in der Lage daraus negative und positive Ladungsträger freizusetzen (Photoeffekt), wodurch ein elektrischer Gleichstrom erzeugt wird. Mit einem Wechselrichter kann dieser zur Einspeisung in das Stromnetz anschließend in Wechselstrom umgewandelt werden.

Solarzellen: polykristallin, monokristallin & die Dünnschichttechnik

Je nach Kristallaufbau des Siliziums können verschiedene Typen von Solarzellen unterschieden
werden. Diese besitzen verschiedene Merkmale und dienen unterschiedlichen Verwendungszwecken. In Photovoltaikanlagen kommen hauptsächlich mono- oder polykristalline Solarzellen zum Einsatz. Vor allem auf Häuserdächern installierte Anlagen werden aus solchen kristallinen Zellen
hergestellt.

Monokristalline Solarzellen werden aus einkristallinen Siliziumscheiben hergestellt. Ein solches Silizium-Einkristall besitzt ein durchgehendes, homogenes und einheitliches Kristallgitter. Monokristalline Zellen kann man an der ebenen und glatten Oberfläche, sowie an der dunkelblauen bis schwarzen Farbe erkennen. Sie besitzen einen Wirkungsgrad von 14 bis 18 Prozent.

Polykristalline Solarzellen bestehen aus Silizium, welches nicht überall die gleiche
Kristallorientierung aufweist. Ihre Herstellung ist preiswerter als die monokristalliner
Solarzellen. Man erkennt sie leicht an ihrem charakteristischen, blau glitzernden Aussehen. Die
erkennbaren Strukturen entstehen durch die unterschiedliche Ausrichtung im polykristallinen
Silizium. Der Wirkungsgrad dieser Zellen liegt bei 13 bis 16 Prozent. Neben den kristallinen
Solarzellen gibt es unter anderem auch noch sogenannte Dünnschichtzellen, die aus nichtkristallinem (amorphen) Silizium bestehen.

Erfahrene Solarteure helfen Ihnen gern bei der Auswahl der Solarmodule für ihre PV-Anlage.

Autor: SolarContact

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Dieser Artikel wurde erstellt von: Oliver Behrla, Redakteur de.SolarContact.com