Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Solarstrahlung (Photonen)
Frontkontakt
Ver-
braucher
n-dotiertes
Silizium
Elektron
Loch
-
-
+
-
+
-
+
-
Grenzschicht
p-dotiertes
Silizium
+
Rückseiten-
kontakt
Abbildung 5.2
Aufbau und Vorgänge in einer Solarzelle
[Qua13]
5.1.2
Wirkungsgrad, Kennlinien und der MPP
Der Wirkungsgrad der Solarzelle beschreibt, welchen Anteil der solaren Strahlungsleistung
die Zelle in elektrische Leistung umwandelt.
Solarzellenwirkungsgrad
1
P
abgegebene
elektrisc
he Leistun
g
el
η
=
Wirkungsgr
ad
=
Φ
eintreffen
de
solare
Strahlung
sleistung
Je höher der Wirkungsgrad ist, desto mehr elektrische Leistung pro Quadratmeter kann die
Solarzelle erzeugen. Neben der Art der Materialien hat auch die Qualität bei der Her-
stellung einen entscheidenden Einfluss. Siliziumzellen erreichen heute in der Serienherstel-
lung maximale Wirkungsgrade von über 22 Prozent. Im Labor wurden sogar schon
25 Prozent erzielt
(Tabelle 5.1)
.
Ein herkömmlicher Ottomotor erzielt übrigens auch keinen besseren Wirkungsgrad. Ver-
glichen mit dem Wirkungsgrad von rund 5 Prozent der ersten Solarzelle aus dem Jahr 1954
ist die technologische Entwicklung extrem fortgeschritten. Werden einzelne Solarzellen zu
Photovoltaikmodulen zusammengeschaltet, sinkt der Wirkungsgrad durch die notwendigen
Zwischenräume zwischen den Zellen und den Modulrahmen etwas ab. Langfristig erhofft
man sich durch andere Materialien weitere Kosteneinsparungen. Im Vergleich zu Silizium-
