Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Additum 1: Solarzellen-Technologie A1.5
A1.1.3 Herstellung von Solarzellen aus amorphem Silizium
"Amorph" bedeutet eigentlich "formlos", "gestaltlos"; doch in diesem Zusammenhang meint
man Silizium, das nicht die übliche Diamant-Kristallstruktur aufweist. "a-Si", wie es im Jargon
heisst, ist glasartig. Es bietet die Möglichkeit, bereits in sehr dünnen Filmen p-n-Übergänge zu
realisieren. Eine Solarzelle aus a-Si benötigt demnach wenig Material und ist tendenziell billig.
Wie immer, gibt es nicht nur Vorteile: Der Wirkungsgrad von Dünnschichtzellen liegt in der
Praxis näher bei 5 % als bei 10 %. Dazu kommen die Probleme mit der Langzeitstabilität. Eine
dünne Schicht hat logischerweise eine grössere Oberfläche. Und dort geschehen allerlei
Reaktionen, deren Auswirkungen erst nach einer längeren Betriebsdauer sichtbar werden.
Überraschend ist, dass diese Dünnschicht-Solarzellen nur funktionieren, wenn noch eine
beträchtliche Menge Wasserstoff im Si-Glas eingebaut ist. Mehr Informationen finden Sie in der
Fachliteratur:
Literaturarbeit
Lewerentz H.J. und Jungblut H.:
Photovolatik: Grundlagen und Anwendungen
Lesen Sie zum Thema "a-Si" die Seiten 204 bis 206 dieses Hochschul-
Buchs. Sie werden das Wichtigste bestimmt verstehen.
Merken Sie sich die folgenden Punkte :
• Die meisten Solarzellen werden zur Zeit aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt.
• Das Silizium verwendet man in Solarzellen in monokristalliner, polykristalliner oder
amorpher Form.
• Bis heute ist das Dilemma ungelöst: Monokristalline Zellen haben zwar den höchsten
Wirkungsgrad, sind aber am aufwendigsten in der Herstellung und deshalb auch am
teuersten. Amorphe Zellen sind am billigsten, aber am wenigsten effizient.
A1.1.4 Mehrschicht-Solarzellen (Tandemzellen)
Literaturarbeit
Muntwyler U.: Praxis mit Solarzellen
Lesen Sie den Abschnitt auf den Seiten 39 und 40. Offenbar sind mit
geeigneter Technologie noch wesentliche Verbesserungen möglich. Im
Tandem nutzt der eine Übergang eher das rote und der andere eher das
blaue Licht optimal.
ETH-Leitprogramm Physik
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