Die Solarzelle – Kleines Teil mit großer Wirkung
13. März 2018Unsere Sonne strahlt bereits seit mehr als 4 Milliarden Jahren vom Himmel. Expertenmeinungen zufolge hat sie damit erst die Hälfte ihres Daseins hinter sich und wird vermutlich auch noch für weitere geschätzte 5 Milliarden Jahre leuchten. Erst dann wird sie laut Spekulationen zu einem kleinen Zwergstern werden, der anfangs noch sehr heiß ist, dann aber immer mehr auskühlt. Vorerst bleibt sie uns aber auf alle Fälle noch erhalten und spendet weiterhin Licht und Wärme. Und damit wären wir auch schon beim Thema. Die Sonne gehört neben Wind- und Wasserkraft oder auch Bioenergie zu den sogenannten „erneuerbaren“ Energien. Der Fortschritt der Technik macht es bekanntlich heute schon möglich, die Sonne zur Strom- und Wärmegewinnung einzusetzen.
Am bekanntesten sind Photovoltaikanlagen, die bereits auf zahlreichen Hausdächern „sauberen“ Strom produzieren. Wichtige Bestandteile für den Umwandlungsprozess der Solarenergie sind „Solarzellen“. Sie sind die kleinsten Teile einer Photovoltaikanlage und werden gruppiert zu Solar- bzw. Photovoltaikanlagen zusammengefasst. Die Solarzellen wandeln Sonnenstrahlen in elektrische Energie um. Die meisten der im Handel erhältlichen Solarzellen bestehen aus Silizium. Dadurch wird es möglich, Solarenergie (also elektromagnetische Strahlung) in elektrische Energie (unseren Strom) umzuwandeln. Solarzellen können eine Effizienz von ca. 20 – 24 % erreichen. Diese Lichtenergiemenge kann in elektrische Energie umgewandelt werden. Mit einer ca. 50 cm x 50 cm großen Solarzelle kann somit im günstigsten Fall eine Leistung von ungefähr 30 Watt erzeugt werden. Solarmodule werden oben und unten durch eine Art Metallgitter eingerahmt. Auf der oberen Seite liegt die negative und auf der unteren die positive Elektrode. Die Siliziumplatte liegt dazwischen und besteht aus zwei Schichten, die mit Fremdatomen (Phosphor oder Brom) „verunreinigt“ (dotiert) werden. Die mit Phosphor behandelte Schicht wird negativ leitend während die mit Brom behandeltet Schicht positiv leitend wird. Zwischen diesen beiden „Polen“ baut sich das eigentliche elektrische Feld auf. Eine Solarzelle ist fast schon ein „kleines“ Wunder der Technik.