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Photovoltaik Zellen

Für eine Photovoltaik-Anlage stehen unterschiedlichste Zelltypen zur Verfügung, die ebenfalls aus verschiedenen Kristallarten bestehen. Grundsätzlich unterscheidet man hierbei zwischen 3 Typen. Zum einen die monokristallinen Siliziumzellen, außerdem die polykristallinen und zuletzt die amorphen Siliziumzellen. Für die monokristallinen Zellen benötigt man hochreines Halbleitermaterial. Dafür werden einkristalline Stäben aus einer Siliziumschmelze gezogen und daraufhin in dünne Scheiben gesägt, wodurch hohe Wirkungsgrade gewährleistet werden. Wenn das Material nun erstarrt, bilden sich unterschiedlich große Kristallstrukturen, die an ihren Enden Defekte aufweisen. Ein solcher Defekt sorgt dafür, dass die Solarzelle einen geringeren Wirkungsgrad erzielt.


Wenn dagegen eine Siliziumschicht auf Glas oder anderen Substraten abgeschieden wird, so erhält man eine amorphe Zelle, die auch als Dünnschichtzelle bekannt ist. Diese Schichten sind sehr dünn (etwa 1% der Dicke eines menschlichen Haares) und so verwundert es nicht, dass die Produktionskosten aufgrund des niedrigen Materialbedarfs deutlich geringer sind. Allerdings ist der Wirkungsgrad dieser preiswerten Zellen deutlich geringer als bei anderen Zelltypen, daher finden sie hauptsächlich in Kleinleistungsbereichen Verwendung, wozu unter anderem Uhren und Taschenrechner zählen.

 

Die Zellen lassen sich in ihrer Wirkung folgendermaßen unterscheiden: Monokristallines Silizium hat einen Wirkungsgrad von etwa 24% im Labor, Polykristallines Silizium einen Wert von etwa 18 und Amorphes Silizium bietet lediglich einen Wirkungsgrad von etwa 13%. In der Produktion sind diese Werte jeweils um einige Prozentpunkte abgeschwächt. Zudem ist die Leistung einer Solarzelle abhängig von der Temperatur, wobei höhere Zelltemperaturen zu verminderten Leistungen führen und der Wirkungsgrad dementsprechend abfällt.