Voltaik              

Das Wichtigste in Kürze
Die Photovoltaik kann als das Paradepferd der Solarbranche bezeichnet werden. Sie beansprucht für sich die höchsten Forschungsbeiträge, die meisten Schlagzeilen, die Mehrzahl der Seiten in Fachzeitschriften. Die Photovoltaik, eindeutig die Eleganteste unter den neuen Energietechnologien, bietet zwei entscheidende Vorteile: Sie erzeugt direkt die hochwertige Energieform Elektrizität, und sie ist für den Taschenrechner genauso geeignet wie für das 500-kW-Kraftwerk - fast überall auf der Welt. Die Wirkungsgrade liegen für handelsübliche Module gegenwärtig bei 12-15%. Die Qualität der Module ist allgemein sehr hoch.

 

Funktionsprinzip und Zelltypen

 

Die heute auf dem Markt erhältlichen Solarzellen sind aus Silizium hergestellt. Silizium ist als Rohstoff auf der Erde in beliebigen Mengen billig verfügbar und findet als Halbleiter in der Elektronik breite Anwendung. Für die Herstellung der Solarzellen benötigt man jedoch hochreines Silizium; der Reinigungsprozess ist aufwendig und treibt die Kosten in die Höhe. Eine Solarzelle besteht im Prinzip aus zwei kristallinen Siliziumschichten. Diese Schichten werden positiv bzw. negativ dotiert, das bedeutet mit einer genau festgelegten Anzahl Fremdatome gezielt „verunreinigt". Für die positive Dotierung verwendet man Bor, für die negative Phosphor. So entstehen eine positiv und eine negativ geladene Schicht und dazwischen ein sogenannter p-n-Übergang. Treffen nun energiereiche Photonen des Sonnenlichts auf Siliziumatome im Grenzbereich der Schichten, dann lösen sie damit Elektronen aus der Si-Elektronenhülle aus ihrer Bindung und bewirken eine Teilung der Ladungsträger: die Elektronen springen in die n-Zone, in der p-Zone entsteht ein „Loch". Dieser Vorgang heisst photovoltaischer Effekt.