Teilkonzept-Erneuerbare-Energien - Ingelheim

1.1.1.1 Photovoltaik
Bei der Photovoltaik wird die auftreffende solare Strahlung in Solarzellen in elektrische Energie
umgewandelt. Solarzellen sind Halbleiter-Bauelemente, die überwiegend aus Silizium bestehen.
Durch das Einbringen von Fremdatomen werden zwei Schichten mit unterschiedlichen
elektrischen Eigenschaften erzeugt. An der Grenzfläche entsteht ein elektrisches Feld,
das von außen nicht feststellbar ist. Wenn Licht auf die Solarzelle trifft, erzeugt dies unter
Abgabe von Energie freie Ladungsträger. Diese werden durch das innere elektrische Feld an
der Grenzfläche getrennt. An den äußeren Kontakten entsteht eine elektrische Spannung,
sodass bei Anschluss eines Verbrauchers Strom fließt. Um den erzeugten Strom technisch
anwenden zu können, besteht ein Solarmodul aus mehreren Solarzellen.
Bei den Solarzellen unterscheidet man drei Typen:
Monokristalline Solarzellen
Polykristalline Solarzellen
Dünnschicht-Solarzellen.
Monokristalline Solarzellen werden aus so genannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben)
hergestellt. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle aus monokristallinem Silizium beträgt
etwa 24 % (Labor) bzw. 14 % bis 17 % unter Realbedingungen.
Polykristalline Solarzellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung
aufweisen. Sie können z. B. durch Gießverfahren hergestellt werden und sind
dadurch preiswerter als monokristalline Zellen. Dieser Zelltyp ist in Photovoltaik-Anlagen am
meisten verbreitet. Durch die verschieden ausgerichteten Kristalle in der Zelle trifft das Licht
mal auf die stumpf geschnittenen Kristalle, mal quer zur Kristallstruktur auf die Zelle. Daher
sieht man helle und dunkle Kristallstrukturen. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle aus polykristallinem
Silizium beträgt etwa 18 % (Labor) bzw. 13 bis 15 % unter Realbedingungen.
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