Sprecher:

Markus Bausewein

Andreas Miesauer

Intro/Outro: Inka

Inhalt in dieser Folge: 

Die erste funktionsfähige Solarzelle wurde 1883 von Charles Fritts gebaut und basierte auf Selen. Am 25. April 1954 wurde die erste Siliziumsolarzelle vorgestellt, welche einen Wirkungsgrad von ca. 6% hatte. Die Anwendung dieser Solarzellen war bis in den 60ern vorwiegend in der Raumfahrt. Seit den 70ern findet die Solarzelle immer mehr Anwendungsbereiche  

Typen von Solarzellen: 

Monokristalin (Si, GaAs, GaAs/GaAlAs, CdS/CuInSe2 Kupferindiumdiselenid abgekürzt CIS-Zelle) 

Zur Erzeugung einer monokristalinen Solarzelle wird zunächst ein (meist) zylinderförmiger Siliziumkristall gezüchtet, dieser wird dann in dünne Scheiben geschnitten. Die Rückseite dieser Kristallscheiben wird in der Regel vollflächig metallisiert, während der vorderseitige Kontakt möglichst durchsichtig oder schmal gestaltet wird um so viel Licht wie möglich auf den Kristall durchzulassen. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades wird auf der Vorderseite wird noch eine Entspiegelung aufgedampft. Monokristaline Silizium-Solarzellen haben eine einheitliche und durchgängige Farbe und Struktur.

monokristalline Solarzelle

SZ von altem Taschenrechner

Vorteile:  

* Hoher Wirkungsgrad * Farbige Zellen möglich 

Nachteile: 

* Teuer 

Polykristalin (Si) 

Polykristaline Solarzellen werden aus Siliziumkristallen geschnitten, welche in rechteckigen Formen gezogen wurden. Das Silizium wird geschmolzen, mit Boratomen zersetzt in die Formen gegossen und darin erkalten gelassen. Durch diese Art der Züchtung entstehen die typischen Strukturen der vielen einzelnen miteinander verbundenen Kristallstrukturen. Die elektrische Kontaktierung ist in der Regel identisch wie bei den zuvor beschriebenen monokristallinen Solarzellen. 

SZ von günstiger Gartenlampe

Vorteile: 

* Günstiger als monokristaline Solarzellen 

Nachteile: 

* Geringerer Wirkungsgrad als monokristalline Solarzellen 

Dünnschicht Solarzellen (Amorph (Si), Kadmiumtellurid (CdTe), Kupferindiumdiselenid (CuInSe2) oder Kupferindiumgalliumdiselenid (CuInGaSe2)) 

Diese Materialien werden meist zur Herstellung sogenannter Dünnschichtsolarzellen verwendet. Dabei wird der Halbleiter direkt auf den Träger aufgebracht. So entstandene Solarzellen können besondere Eigenschaften erhalten wie beispielsweise Flexibilität. Diese Art der Herstellung erfordert einen recht geringen Materialeinsatz des Halbleiters, ist somit recht preiswert zu realisieren. Der Nachteil ist jedoch die geringere Effizienz im Vergleich zu den Kristall-Solarzellen. 

Vorteile: 

* Sehr günstig * Flexible Module möglich * Temperaturstabil 

Nachteile: 

* Geringster Wirkungsgrad 

CIGS Module sind eine spezielle Art von Dünnschichtmodulen. Hier wird der Werkstoff Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) verwendet, was den Wirkungsgrad gegenüber normalen Dünnschichtmodulen erhöht.