SOLARZELLEN
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EINTEILUNG:
Solarzellen kann man nach verschiedenen Kriterien einordnen. Das gängigste Kriterium ist die Materialdicke. Hier wird nach Dickschicht- und Dünnschichtzellen unterschieden.
Ein weiteres Kriterium ist das Material: Es werden zum Beispiel die Halbleitermaterialien CdTe, GaAs oder CuInSe eingesetzt, weltweit am häufigsten jedoch Silizium.
Die Kristallstruktur kann kristallin (mono-/polykristallin) oder amorph sein.
Neben Halbleitermaterialien gibt es auch neue Ansätze zum Material, wie organische Solarzellen und Farbstoffsolarzellen.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
III-V-HALBLEITER-SOLARZELLEN:
GaAs-Zellen:
hohe Wirkungsgrade (im Jahr 2009 bis 41,1 %, sehr temperaturbeständig, geringerer Leistungsabfall bei Erwärmung als kristalline Siliziumzellen, robust gegenüber UV-Strahlung, sehr teuer in der Herstellung, werden häufig in der Raumfahrt eingesetzt (Galliumindiumphosphid, (Ga,In)P/Galliumarsenid, GaAs/Germanium, Ge). Tripelzellen ( Mehrfachsolarzellen mit drei monolithisch gestapelten p-n-Übergängen) haben den höchsten kommerziell lieferbaren Wirkungsgrad von fast 30 % mit einer Leistungsdichte von 50 W/kg (bei 17 %
um 1000 W/kg).
II-VI-HALBLEITER-SOLARZELLEN:
CdTe-Zellen
sind großtechnisch durch Chemical Bath Deposition oder Chemische Gasphasenabscheidung sehr günstig herstellbar und finden Verwendung in Dünnschichtsolarzellen; für eine Laborsolarzelle sind schon etwa 16 % erreicht worden, Modul-Wirkungsgrade inzwischen (2007) bei 10 %, Langzeitverhalten noch nicht bekannt.
I-III-VI-HALBLEITER-SOLARZELLEN:
CIS-, CIGS-Solarzellen (Chalkopyrite)
steht für Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid bzw. Kupfer-Indium-Disulfid. Dieses Material findet Anwendung in Dünnschichtsolarzellen – hier ist CIGS das leistungsstärkste Material mit Laborwirkungsgraden von fast 20 %. Der Modul-Wirkungsgrad beträgt 10–12 %.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
ORGANISCHE SOLARZELLEN:
Die organische Chemie liefert Werkstoffe, die möglicherweise eine kostengünstige Fertigung von Solarzellen erlauben. Bisheriger Nachteil ist ihr deutlich schlechterer Wirkungsgrad von ca. 6 % und die recht kurze Lebensdauer (max. 5000 h) der Zellen.
FARBSTOFFZELLEN:
oder auch Grätzel-Zellen nutzen organische Farbstoffe zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie; ein Vorgang, der an die Photosynthese anlehnt. Sind meistens lila. Diese Zellen liefern den besten Wirkungsgrad aller organischen Solarzellen von über 10 %, haben jedoch aufgrund aggressiver Elektrolyte eine begrenzte Lebensdauer.
HALBLEITER-ELEKTROLYTZELLEN:
z. B. Kupferoxid/NaCl-Lösung. Sehr einfach herstellbare Zelle, jedoch in Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit limitiert.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
SILIZIUMZELLEN:
Dickschicht:
Monokristalline Zellen (c-Si)
großtechnisch Wirkungsgrad über 20 %, Leistungsdichte 20–50 W/kg; gut beherrschte Technik; allerdings erfordert die Herstellung einen sehr hohen Energieeinsatz, der sich negativ auf die Energierücklaufzeit auswirkt.
Polykristalline Zellen, auch Multikristalline Zellen genannt (poly-Si oder mc-Si))
inzwischen sind großtechnisch Wirkungsgrade bis 16 % möglich, relativ kurze Energierücklaufzeiten, derzeit die Zelle mit dem günstigsten Preis-Leistungs-Verhältnis (Stand: September 2008). Experimentelle Zellen erreichen bis zu 18,6 % Wirkungsgrad
Dünnschicht:
Amorphes Silizium (a-Si)
höchster Marktanteil bei den Dünnschichtzellen; Modulwirkungsgrade zwischen 5 und 7 %, Leistungsdichte bis ca. 2000 W/kg; keine Material-Engpässe selbst bei Produktion im Terawatt-Maßstab
Kristallines Silizium, z. B. mikrokristallines Silizium (µc-Si)
in Kombination mit amorphem Silizium höhere Wirkungsgrade bis 10 %[3]; Herstellung ähnlich zu amorphem Silizium
Si Wire Array (Laborstadium)
Durch Bestücken einer Oberfläche mit dünnsten Drähten ist diese neue Solarzelle biegsam und benötigt nur 1 % der Siliziummenge verglichen mit herkömmlichen Solarzellen
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
SOLARZELLE:
Eine Solarzelle oder photovoltaische Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie, in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie wandelt. Die Anwendung der Solarzelle ist die Photovoltaik. Die physikalische Grundlage der Umwandlung ist der photovoltaische Effekt, der ein Sonderfall des inneren photoelektrischen Effekts ist.
Solarzellen unterscheiden sich dadurch grundsätzlich von anderen Arten der regenerativen Elektrizitätserzeugung, bei denen lediglich die Antriebsenergie für den Generator nichtkonventionell erzeugt wird.
Manchmal werden auch Elemente eines Sonnenkollektors als Solarzelle bezeichnet. Sie erzeugen aber keinen elektrischen Strom, sondern Prozesswärme und ersetzen beispielsweise Warmwasser-Boiler.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
