Photovoltaik: Solarzellen produzieren aus Sonnenlicht elektrischen Strom

Photovoltaik

Photovoltaik bezeichnet die Technik der direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Das Wort Photovoltaik ist eine Zusammensetzung aus dem griechischen Wort für Licht und dem Namen des im Jahr 1827 verstorbenen italienischen Physikers Alessandro Volta, der als Erfinder der Batterie gilt und als Mitbegründer das Zeitalter der Elektrizität mit einleitete. Der Umwandlungsvorgang selbst beruht auf dem bereits im Jahr 1839 von Alexander Bequerel entdeckten Photoeffekt, welcher die Freisetzung von positiven und negativen Ladungsträgern in einem festen Körper durch Lichteinstrahlung beschreibt.

Solarzellen für Photovoltaikanlagen

Die bei einer Photovoltaikanlage eingesetzten Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Als Halbleiter werden die Stoffe bezeichnet, die unter Licht- oder auch Wärmeeinwirkung elektrisch leitfähig werden und bei tiefen Temperaturen eine isolierende Wirkung aufweisen. Nahezu alle heute produzierten Solarzellen bestehen aus Silizium. Das Element Silizium ist auf diesem Erdball auch in ausreichenden Mengen vorhanden und punktet mit seiner hohen Umweltverträglichkeit. Die Halbleiterelemente sorgen durch den Aufbau eines inneren elektrischen Feldes für eine Ladungstrennung bei Lichteinfall der Sonnenstrahlen. Über Metallkontakte kann die gewonnene elektrische Spannung dann abgegriffen werden

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Die Abhängigkeit von Leistung und Wirkungsgrad

Die Leistung als Produkt aus Strom und Spannung einer Solarzelle ist temperaturabhängig. Höhere Zelltemperaturen führen zu niedrigeren Leistungen und damit zu einem schlechteren Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad zeigt an, wie viel der eingestrahlten Lichtmenge in nutzbare elektrische Energie umgewandelt werden konnte. Die Höhe der an den Solarzellen abgegriffenen Spannung ist aber auch abhängig vom Halbleitermaterial.

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