Kristallaufbau von Solarzellen

Kristallaufbau von Solarzellen (Allgemein):

Das am meisten verbreitete Grundmaterial für kristalline Halbleitersolarzellen ist Silizium. Je nach Kristallaufbau dieses tarditionellen Grundstoffes können folgende Typen unterschieden werden:

Monokristalline Solarzellen monokristalline Solarzelle

zeichnen sich durch eine homogene Oberfläche aus und werden aus einkristallinen Siliziumscheiben hergestellt. Diese, auch aus der Halbleiterherstellung bekannten, s.g. Wafer sind in der Herstellung verhältnismäßig teuer.

Polykristalline Solarzellen oder auch multikristalline Solarzellen polykristalline Solarzelle

bestehen ebenfalls aus Scheiben (Wafern). Diese weisen jedoch nicht überall die gleiche Kristallorientierung auf, die auf der Oberfläche gut in einzelnen Zonen (eisblumenartiges Muster) unterschieden werden kann. Polykristalline Solarzellen können z.B. in Gießverfahren hergestellt werden, sind dadurch preiswerter und werden am häufigsten in Photovoltaikanlagen eingesetzt.

Amorphe Solarzellen amorphe Solarzelle

sind sinngemäß Dünnschichtzellen und bestehen aus einer, meist durch Aufdampfen auf einen Glasträger hergestellten, nichtkristallinen (amorphen) Silizium-schicht. Durch das relativ einfache Herstellungs-verfahren sind sie sehr preiswert, besitzen jedoch bei direkter Sonneneinstrahlung nur einen geringen Wirkungsgrad. Bei Streulicht oder wenig Lichteinfall bieten sie jedoch Vorteile und werden deshalb vorrangig in Uhren und Taschnrechnern eingesetzt.

Mikrokristalline Solarzellen mikrokristalline Solarzelle

besitzen eine mikrokristalline Struktur und sind ebenfalls Dünnschichtzellen. Gegenüber amorphen Zellen weisen sie jedoch einen höheren Wirkungsgrad auf. Sie sind dünner als herkömmliche polykristalline Zellen und werden teilweise in Photovoltaikanlagen eingesetzt. Mikrokristalline Solarzellen vereinen die Eigenschaften des kristallinen Zellenmaterials, mit den Methoden der Dünnschichttechnik.

Tandem-Solarzellen tandem Solarzellen

werden nicht aus einem Kristall gefertigt. Sie sind vielmehr übereinander geschichtete Solarzellen – meist in einer Kombination aus polykristallinen und amorphen Zellen. Durch das unterschiedliche Material ist es möglich, jede Schicht auf einen anderen Wellenlängen-bereich des Lichtes abzustimmen und so ein breiteres Spektrum des Sonnenlichtes auszunutzen. Dabei lassen die zuoberst angeordneten Zellen einen Teil des Lichts passieren, der dann von der darunter liegenden Schicht absorbiert werden kann. Der Wirkungsgrad der kombinierten Zelle verbessert sich dadurch.
 
 

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