Solarzellen - Unterschiede bei den Solarmodulen

Welche Unterschiede gibt es beim Erwerb von Solarzellen und worauf muss man achten? Um diese Frage beantworten zu können, muss Wissen über die Eigenschaften und Wirkungsweise einer Solarzelle vorhanden sein.

Solarzellen finden sich in der Photovoltaik. Durch die Photovoltaik ist es möglich, Sonnenenergie in Form von Sonnenstrahlen in elektrische Energie umzuwandeln. Sonnenstrahlen treffen auf die Solarzellen und erzeugen Spannungen. Dieser Vorgang bewirkt, dass Strom fließt. Für den Spannungsaufbau werden Halbleiter, welche bei Wärme- oder Lichtzufuhr leitfähig sind, verwendet. 95 Prozent aller auf der Welt produzierten Solarzellen werden aus Silizium hergestellt.

Durch eine festgelegte Einbringung von chemischen Elementen werden die Halbleiter dotiert, das heißt, dass man einen positiven oder aber einen negativen Ladungsüberschuß erhält.

Positiver Ladungsüberschüß wird p - leitende Halbleiterschicht und negativer Ladungsüberschuß n - leitende Halbleiterschicht genannt. Durch Bildung von verschiedenen dotierten Halbleiter, entstehen p - n Übergänge, welche ein elektrisches Feld aufbauen und bei Lichteinfall eine Trennung der Ladungen von den freigesetzten Ladungsträgern bewirken. Die entstandene elektrische Spannung kann mittels Metallkontakte weitergeleitet und in Form von Gleichstrom vom Verbraucher genutzt werden. Das Material der Halbleiter bestimmt nicht zuletzt die Wirkung der Spannung.

Wird Silizium verwendet, können bei einer Bestrahlung von 1000 W/m² und einer Zellengröße von 100 cm² 2 A Stromstärke ermittelt werden.

Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen drei unterschiedlichen Zelltypen, dem monokristallinen , dem polykristallinen und dem amorphen Zelltyp. Der Zelltyp ist immer abhängig von der verwendeten Kristallart.

Bei einer Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen werden reine Halbleitermaterialien verwendet. Dünne Scheiben werden aus einkristallinen Stäben gesägt. Durch die Verarbeitung des reinen Materials ist ein besserer und höherer Wirkungsgrad gegeben. Leider stellt dieses Verfahren aber auch das Preisintensivste dar.
Bei der günstigeren Herstellung von polykristallinen Zellen wird verflüßigtes Silizium in große Blöcke gegossen. Bei der erkaltung dieser Blöcke bilden sich verschiedengroße Kristallgebilde, welche mit Defekten ausgestattet sind. Der Wirkungsgard einer solch produzierten Zelle sinkt.
Noch einfacher und günstiger geht es bei der Herstellung von amorphen Zellen. Silizium wird auf verschiedenartige Materialien, das kann zum Beispiel Glas sein, hauchdünn aufgetragen. Man nennt diese Zellen deshalb auch Dünnschichtzellen. Der Wirkungsgrad ist auch dementsprechend schlecht und liegt weit hinter denen der beiden andern Zelltypen.

Um die Zellen nutzen zu können, werden die einzelnen Zellen zu einer großen Einheit zusammengefügt. Die Größe richtet sich nach der benötigten Spannungs- oder Leistungsfähigkeit der Einheiten.