Die kleinste Einheit zur Stromerzeugung in einem Photovoltaikmodul ist die Solarzelle. Etwa 95% aller Solarzellen bestehen aus Silizium. Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten: einer positiv und einer negativ dotierten Lage. Strahlt Licht auf die Zelle, entsteht Spannung zwischen den beiden Schichten. Schließt man einen Verbraucher ( z.B. eine Lampe ) an, fließt Gleichstrom. Es gibt unterschiedliche Strukturen man unterscheidet in amorphe, mikroamorphe, monokristalline und polykristalline Solarzellen.
| Monokristallin | Polykristallin |
| Der Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen liegt bei 14-18%. Diese sind erkennbar durch einen Dunkelgrauen Farbton. Materialstücke welche durchweg aus einem einzigen Kristall bestehen und somit vollständig eine regelmäßige Anordnung der Atome aufweisen bezeichnet man als monokristallin. (z.B. einen Siliziumblock) | Diese bläulich schimmernden polykristallinen Solarzellen bestehen aus vielen verschiedenen, unregelmäßig angeordneten Kristallen. Polykristalline Solarzellen besitzen einen um 1,5-2 Prozentpunkte geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu monokristallinen Zellen. Die günstigeren Herstellungsmöglichkeiten für polykristalline Solarzellen sind aber zu berücksichtigen, da diese als Preisvorteil an den Endkunden weitergegeben werden. Der Wirkungsgrad liegt in der Regel bei etwa 12-16%. |
| Amorph | Mikroamorph |
| Amorph kommt aus dem griechischen und steht für gestaltlos. Die Atome sind in amorphen Silizium unregelmäßig angeordnet. Diese Zelle hat ein sehr hohes Lichtabsorptionsvermögen, weshalb amorphe Solarzellen sehr dünn (Dünnschichtsolarzellen) sein können. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 5-7% und ist damit in etwa 50% niedriger wie der kristalliner Solarzellen. Amorphe Solarzellen nutzen dafür den diffusen Lichtanteil effektiver, und ihre Energieausbeute wird von der Zellentemperatur in geringerem Maße beeinflusst. | Diese Solarzellen basieren auf einer Tandemartigen Struktur aus amorphem und monokristallienem Silizium. In Kombination mehrerer Dünnschichtsolarzellen unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit lässt sich die Strahlungsenergie der Sonne stärker nutzen. Die Zelle erreicht einen deutlich höheren Energieumwandlungsgrad als der herkömmliche, amorphe Typ und kommt dabei mit einer Stärke von nur wenigen Mikrometern aus, wodurch Ressourcen eingespart werden. (Der Wirkungsgrad liegt derzeit bei bis zu 8,5%) |
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