Inhaltsverzeichnis
- 1 Warum eignet sich Silizium für Solarzellen?
- 2 Wie wird reines Silizium gewonnen?
- 3 Was bewirkt das Licht in der Grenzschicht einer Solarzelle?
- 4 Wie beschreiben wir die Herstellung einer Solarzelle?
- 5 Wie gelangen die wieder aufgeladenen Elektronen in die Solarzelle?
- 6 Wie werden die Solarzellen verbaut?
Warum eignet sich Silizium für Solarzellen?
Eine wichtige Eigenschaft von Halbleitern besteht darin, dass deren Leitfähigkeit durch Zufuhr von Energie – bei Solarzellen in Form von Licht – erhöht wird. Die meisten Solarzellen bestehen aus dem Halbleiter Silizium. Diese bilden die Grundlage der (geringen) Eigenleitung der Halbleiter.
Wie wird reines Silizium gewonnen?
Im industriellen Maßstab wird elementares Silicium durch die Reduktion von Siliciumdioxid mit Kohlenstoff im Schmelz-Reduktionsofen bei Temperaturen von etwa 2000 °C gewonnen. Ausgangsmaterial ist Quarzsand oder Quarzkies.
Wie wird Silizium gewonnen?
Dabei lieferte Russland mit 747.000 Tonnen 10,4 Prozent der verfügbaren Mengen, gefolgt von den USA mit 5,5 Prozent oder 396.000 Tonnen und Norwegen mit 5,3 Prozent oder 380.000 Tonnen. Frankreich und Brasilien belieferten mit 121.000 beziehungsweise 100.000 Tonnen 1,7 beziehungsweise 1,4 Prozent des Weltmarkts.
Was bewirkt das Licht in der Grenzschicht einer Solarzelle?
Eine Solarzelle ist so dünn, dass das Sonnenlicht bis zur Grenzschicht durchdringt. Dort wird durch den inneren Photoeffekt die Lichtenergie in ein bewegliches Elektron und eine bewegliches Loch umgewandelt. Die von einer einzelnen Solarzelle erzeugte Spannung liegt bei etwa einem Volt.
Wie beschreiben wir die Herstellung einer Solarzelle?
Im Folgenden beschreiben wir die Herstellung einer Solarzelle aus Silizium, den grundsätzlichen Aufbau und wie durch elektromagnetische Solarstrahlung (Photonen) ein Stromfluss in der Zelle erzeugt wird.
Wie hoch ist die Schmelztemperatur von Silizium?
Die Schmelztemperatur liegt bei über 1400 °C und sowohl die chemischen Reaktionen zur Erzeugung des Trichlorsilans, die Reduktion, wie auch der Schmelzprozess sind sehr energieaufwändig und teuer. Je nachdem wie das flüssige Silizium weiterverarbeitet wird, erhält man monokristalline oder polykristalline Solarzellen.
Wie gelangen die wieder aufgeladenen Elektronen in die Solarzelle?
Diese wieder aufgeladenen Elektron gelangen so in das n-Gebiet der Solarzelle und es entsteht ein Loch in der p-Schicht des Siliziums. Durch die Energiezufuhr der Sonnenstrahlung entsteht so im Ergebnis ein Elektronenfluss zur n-Region der Solarzelle mit einem Elektronenüberschuss und einem Elektronenmangel bzw. Löcherüberschuss in der p-Region.
Wie werden die Solarzellen verbaut?
Die Wafer werden schonend in Form geschnitten und zu Solarzellen verbaut. Die Solarzellen werden zusammengefasst, verschaltet und gerahmt in Photovoltaikmodulen. Zusammengeschaltete Photovoltaikmodule ergeben die Photovoltaikgeneratoren, neben dem Wechselrichter eines der beiden Herzstücke der Photovoltaikanlage.