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So funktionierts
Solarzellen wandeln Sonnenstrahlung in elektrische Energie um - ohne Abfall,
ohne Lärm und ohne Abgase. Die Technik heisst Photovoltaik. Sie gilt
als wichtiger Bestandteil der zukünftigen Energieversorgung.
Wie funktioniert eine Solarzelle?
Solarzellen bestehen aus Halbleitern, wie sie bei der Herstellung von
Computer-Chips verwendet werden. Diese Halbleiter erzeugen unter Licht
Elektrizität. Der Strom wird durch metallische Kontakte gesammelt.
Der erzeugte Gleichstrom kann mit Hilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom
umgewandelt und so direkt ins öffentliche Elektrizitätsnetz
eingespeist werden. Als Halbleiter wird in der Regel Silizium verwendet,
das nach Sauerstoff zweithäufigste Element der Erdkruste

Unterschiedliche Zelltypen
Je nach Kristallart unterscheidet man drei Zelltypen: monokristallin,
polykristallin und amorph.
Zur Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen benötigt man
hochreines Halbleitermaterial. Aus einer Siliziumschmelze werden einkristalline
Stäbe gezogen und anschliessend in dünne Scheiben gesägt.
Dieses Herstellungsverfahren garantiert relativ hohe Wirkungsgrade.
Kostengünstiger ist die Herstellung von polykristallinen Zellen.
Dabei wird flüssiges Silizium in Blöcke gegossen, die anschliessend
in Scheiben gesägt werden. Bei der Erstarrung des Materials bilden
sich unterschiedlich grosse Kristallstrukturen aus, an deren Grenzen Defekte
auftreten. Diese Kristalldefekte haben einen geringeren Wirkungsgrad der
Solarzelle zur Folge.
Wird auf Glas oder anderes Substratmaterial eine Siliziumschicht abgeschieden,
spricht man von amorphen- oder Dünnschichtzellen. Die Schichtdicken
betragen weniger als 1 µm (Dicke eines menschlichen Haares: 50-100
µm), so dass die Produktionskosten allein wegen der geringeren Materialkosten
niedriger sind. Die Wirkungsgrade amorpher Zellen liegen allerdings noch
weit unter denen der anderen beiden Zelltypen. Anwendung finden sie vor
allem im Kleinleistungsbereich (Uhren, Taschenrechner) oder als Fassadenelemente.