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Typen von Solarzellen

Unterschiedliche Solarzellentypen

04.06.2007 (Jürgen Blumenkamp) Solarzellen sind sogenannte Halbleitersolarzellen. Das bedeutet, dass Grundmaterial ist ein elektrischer Leiter, der den Strom "nur zur Hälfte" leitet. Eben nicht so gut, wie ein Stück Draht. Silizium hat so eine Eigenschaft. Silizium ist allgemein für die Halbleitertechnik nahezu ideal. Siliziumbasierte Solarzellen müssen eine Schichtdicke von mindestens 100 µm und mehr aufweisen, um Licht ausreichend stark zu absorbieren. Bei Dünnschichtzellen, welche aus speziellen Siliziumarten bestehen, genügen 10 µm.

Solarzellen können unterschiedliche Kristallaufbauten haben, die gängigsten Typen und Bezeichnungen sind

Monokristalline Solarzellen

Monokristalline Zellen werden aus sogenannten Wafern (einkristalline Siliziumscheiben) hergestellt, wie sie auch für die Halbleiterherstellung verwendet werden. Sie sind verhältnismäßig teuer.

Polykristalline Solarzellen

Polykristalline Zellen bestehen aus Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung aufweisen. Sie können z. B. durch Gießverfahren hergestellt werden und sind preiswerter und in Photovoltaik-Anlagen am meisten verbreitet. Häufig werden diese Zellen auch als polykristalline Solarzellen bezeichnet.

Amorphe Solarzellen

Amorphe Solarzellen bestehen aus einer dünnen, nicht-kristallinen Siliziumschicht, und werden daher auch als Dünnschichtzellen bezeichnet. Sie können z. B. durch aufdampfen hergestellt werden und sind sehr preiswert, haben im Sonnenlicht einen nur geringen Wirkungsgrad, bieten jedoch Vorteile bei wenig Licht. Zu finden sind die amorphen Zellen z.B. auch auf Taschenrechnern oder (Armband)Uhren.

Die Größe im Vergleich zur Leistung (der Zellen)

Monokristalline Zellen und Polykristalline Zellen haben in etwa die gleiche Größe pro Watt Leistung. Amorphe Zellen sind ca. rund 50 % größer bei gleicher Leistung. Diesen amorphen Zellen sagt man jedoch allgemein eine geringere Abhängigkeit von der Lichtstärke nach. Auch sind diese Zellen günstiger. Gründe, warum diese speziell bei sehr großen Anlagen, wo es überhaupt nicht auf den Platz ankommt (Hallendächer...) sehr häufig eingesetzt werden.

Noch mehr Zellentypen

Es gibt noch weitere Systeme, wie z.B. mikrokristalline Zellen, welche eine spezielle Version der Dünnschichtzelle ist, aber einen besseren Wirkungsgrad hat. Sie werden heute auch schon teilweise in Solaranlagen auf Dächern verwendet.

Dann sind da noch die Tandemzellen, wobei verschiedene Typen von Zellen übereinander gelegt wurden, um noch mehr Licht, und vor allen unterschiedliche Licht-Wellenlängen in Strom umzuwandeln. Auch diese Zellen werden heute teilw. schon auf Dächern verwendet, sind aber sehr teuer.

Weiterhin gibt es noch sogenannte Konzentratorzellen, bei denen im Prinzip herkömmliche Zellen mit einer speziellen Linsen-Optik versehen wurde, um so das Licht konzentriert auf einen kleinen Punkt zu lenken. Hier wird also eine grosse Zelle gegen eine kleine Zelle mit einer speziellen Optik getauscht. Dieser Zellentyp ist noch sehr sehr selten anzutreffen.

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