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Solarzelle

Solarzellen kann man in verschiedene Gruppen einordnen. Das gängigste Kriterium ist die Materialdicke. Hier wird zwischen Dickschicht- und Dünnschichtzellen unterschieden.
Ein weiteres Kriterium ist das Material: Es werden zum Beispiel die Halbleitermaterialien CdTe, GaAs oder CuInSe eingesetzt. Am häufigsten jedoch Silizium.

Es gibt unterschiedliche Typen von Solarzellen, welche sich im Verwendungszweck, der Leistung und Herstellung der Siliziumbeschichtung unterscheiden:

  • Monokristalline Silizium Solarzelle
  • Polykristalline Siliziumzelle Solarzelle
  • Amorphe Siliziumzelle

Bei Photovoltaikanlagen werden bisher hauptsächlich kristalline Zellen verwendet, da ihr Wirkungsgrad meist höher ist. Vor allem Dachanlagen werden so gut wie immer mit kristallinen Zellen realisiert.

 

Dünnschichtzellen gibt es in verschiedenen Variationen, je nach Substrat und aufgedampften Materialien. Die Spannbreite der physikalischen Eigenschaften und der Wirkungsgrade ist entsprechend groß. Die Modulwirkungsgrade liegen normalerweise zwischen 5 und 7 %. Als Zellenmaterial wird amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) oder Cadmiumtellurid (CdTe) eingesetzt.
Der große Vorteil ist von Dünnschichtmodulen ist, dass es keine Material-Engpässe gibt, selbst bei der Produktion im Terawatt-Maßstab. Es gibt mittlerweile sogar Dünnschichtzellen, die einen gleich hohen Wirkungsgrad haben, wie kristalline Zellen. CIS-Dünnfilmmodule z.B. haben einen Wirkunsgrad von 11-12% und werden oft für große Flächen verwendet.

Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten Silizium. An den Grenzflächen der beiden Schichten bildet sich ein elektrisches Feld. Phyikalische Vorgänge bei Lichteinstrahlung bewirken, dass zwischen Metallkontakten, welche an diese Siliziumschichten angebracht werden, elektrischer Strom fliesst.

Die n-Schicht verhält sich wie der Minuspol und die p-Schicht wie der Pluspol einer Batterie. Zwischen Ihnen wird eine Spannung erzeugt, die dann an den Elektroden anliegt.

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