Solarzelle
Eine Solarzelle ist ein fundamentaler Bestandteil einer Photovoltaikanlage, um aus Sonnenlicht Energie zu gewinnen. Mehrere Solarzellen werden in einem PV-Modul zusammengeschaltet und verkapselt, um sie vor Witterungseinflüssen zu schützen.Mit Solarzellen wird der photovoltaische Effekt genutzt, mit dem die Entstehung einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen zwei Elektroden beim Einfallen von Licht beschrieben wird. Das Kernstück einer Solarzelle ist der Wafer, der aus variierenden Halbleitermaterialien (meistens Silizium, siehe Siliziumsolarzelle) bestehen kann. Der Halbleiter absorbiert die Photonen der diffusen sowie der direkten Sonneneinstrahlung. Die Absorption der Photonen bewirkt, dass sich Elektronen des Halbleitermaterials aus ihrer Bindung lösen und auf leere Stellen im Kristallgitter übergehen. Um ausreichend viele dieser „fehlerhaften“, leeren Stellen im Kristallgitter zu erzeugen, werden Dotierungsverfahren angewendet, wobei Fremdatome in das Gitter integriert werden.
Die Funktionsweise von Solarzellen basiert darauf, dass Elektronen von einer negativ dotierten Schicht zu einer positiv dotierten Schicht übergehen, wenn sie von Photonen aus ihrem ursprünglichen Platz gelöst werden. Bei dem Übergang werden die Elektronen zu einem Wechselrichter oder einem Gleichstromverbraucher geleitet.
Es wird nach der Dicke der Solarzelle in Dickschichtsolarzellen und Dünnschichtsolarzellen oder nach der Kristallinität ihres Halbleiters in monokristalline Solarzellen und polykristalline Solarzellen unterschieden.