Wie funktioniert die einzelne Solarzelle einer Photovoltaik Solaranlage?
Nahezu 92,5 Prozent aller Solarzellen werden aus dem Quarzsand Silizium (Si) hergestellt. Silizium (Si) stellt eines der am häufigsten natürlichen in der Erdschicht vorhandenen Elemente dar und gilt als unerschöpflich. Um aus dem Quarzsand – worin Silizium natürlich vorkommt – eine Siliziumscheibe zu formen muss der Quarzsand zunächst gereinigt und kristallisiert werden. Das fertige Produkt wird im Anschluss in Scheiben gesägt, gezielt verunreinigt und mit Leiterbahnen versehen. Diese werden zum Stromtransport benötigt. Fällt nun Licht auf die Siliziumscheibe, werden Elektronen freigesetzt. Um diese Elektronen nutzen zu können muss die Ober- und Unterseite einer jeden einzelnen Zelle mit unterschiedlichen Fremdatomen gezielt verunreinigt werden. Häufig kommen hier Bor (Br) und Phosphor (P) zum Einsatz. Dank der gezielten Verunreinigung der Zelle sammeln sich die Elektronen (negative Ladungsträger) auf der einen Seite und die Protonen (positive Ladungsträger) auf der anderen Seite. Auf diese Art und Weise entstehen ein Plus- und ein Minuspol, sodass die gesamte Zelle mit einer Batterie vergleichbar ist. Wird im Nachgang ein Verbrauchsgerät angeschlossen fließt der Strom. Die kleinen Zellen sind so funktional, dass sie sogar bei geringen Lichtstärken, wie sie beispielsweise bei schlechtem Wetter oder bewölktem Himmel auftreten, Strom erzeugen können. Jedoch ist die Stromstärke immer proportional zur einfallenden Lichtstärke. Analog bedeutet das: Je höher die Sonneneinstrahlung, desto mehr Solarstrom wird produziert.