Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
6RODUVWUDKOXQJ
(OHNWULVFKHV
)HOG
2EHUIO¦FKH
/DGXQJVWU¦JHU
QGRWLHUW
SGRWLHUW
/DGXQJVWU¦JHU
(OHNWULVFKHU6WURP
9HUEUDXFKHU
Abb. 2.5
Stark vereinfachtes Modell einer kristallinen Solarzelle
Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung solarer Strahlungs-
energie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Abbildung
2.5
be-
schreibt - stark vereinfacht - die Funktionsweise einer Solarzelle. Man
stelle sich die solare Strahlung als stetigen Strom von Lichtquanten (Pho-
tonen) vor, die in die Oberfläche der Zelle eindringen. Jedes Photon
besitzt eine bestimmte Menge an Energie, die von dem Zellenmaterial
aufgenommen (absorbiert) werden kann. Häufig genügt die zugeführte
Energiemenge, um die Bildung frei beweglicher Ladungsträger anzure-
gen. Dies sind zum einen aus den Atomhüllen gelöste Elektronen mit
negativer Elementarladung, zum anderen „Fehlstellen“ oder „Löcher“
mit positiver Elementarladung, die durch das Entfernen der Elektronen
entstanden sind.
Ein durch gezielte Verunreinigungen innerhalb des Zellmaterials im
Herstellungsprozess (Dotierung) aufgebautes inneres elektrisches Feld
trennt die durch die Strahlungsabsorption gebildeten Ladungsträger: Die
negativ geladenen Elektronen werden in Richtung der Zellvorderseite,
