Kristalline Solarzelle

Kristalline Solarzellen sind die am weitesten verbreitete Technologie zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Sie basieren auf hochreinem Silizium, das in kristalliner Form vorliegt. Die kristalline Struktur verleiht diesen Solarzellen eine hohe Effizienz bei der Energieumwandlung und eine lange Lebensdauer.

Funktionsweise

  • Silizium als Halbleiter: Silizium ist ein Halbleitermaterial, das durch gezielte Dotierung mit anderen Elementen (z.B. Bor, Phosphor) elektrisch leitfähig gemacht werden kann.
  • p-n-Übergang: In einer kristallinen Solarzelle wird ein p-n-Übergang erzeugt, an dem sich ein elektrisches Feld ausbildet.
  • Photovoltaischer Effekt: Trifft Sonnenlicht auf die Solarzelle, lösen die Lichtteilchen (Photonen) Elektronen aus dem Siliziumgitter. Diese freien Elektronen bewegen sich im elektrischen Feld des p-n-Übergangs und erzeugen so einen elektrischen Strom.

Arten kristalliner Solarzellen

  • Monokristalline Solarzellen: Bestehen aus einem einzigen, großen Siliziumkristall. Sie zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad und eine ansprechende, dunkelblaue Farbe aus.
  • Polykristalline Solarzellen: Bestehen aus mehreren kleineren Siliziumkristallen, die miteinander verschmolzen sind. Sie sind kostengünstiger in der Herstellung als monokristalline Zellen, haben jedoch einen etwas geringeren Wirkungsgrad.

Vorteile kristalliner Solarzellen

  • Hoher Wirkungsgrad: Kristalline Solarzellen erreichen Wirkungsgrade von über 20%.
  • Lange Lebensdauer: Bei richtiger Installation und Wartung halten kristalline Solarmodule über 25 Jahre.
  • Reife Technologie: Die Herstellung und Anwendung kristalliner Solarzellen ist seit Jahrzehnten etabliert.

Nachteile kristalliner Solarzellen

  • Höhere Produktionskosten: Im Vergleich zu einigen Dünnschichtsolarzellen sind kristalline Solarzellen in der Herstellung aufwendiger und teurer.
  • Temperaturverhalten: Die Leistung von kristallinen Solarzellen nimmt bei hohen Temperaturen leicht ab.

Anwendungsbereiche

Kristalline Solarzellen finden breite Anwendung in der Energieversorgung von Gebäuden, in großen Solarparks und in der mobilen Stromversorgung.

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