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Solarzellen Test

Die Solarzelle ist das Kernstück einer Photovoltaik-Anlage. Sie setzt den Prozess des photoelektrischen Prozesses in Gang und baut bei Sonneneinstrahlung eine Spannung von durchschnittlich 0,5 Volt auf, die über das Solarmodul abgeleitet werden kann. Die Solarzellen sind in Reihe geschaltet und summieren so die Spannung auf eine bestimmte Leistungskapazität, die für jedes Modul verschieden ist. Es gibt verschiedene Arten von Solarzellen. Beim Solarzellen Test zeigt sich, welche Vor- und Nachteile jeder Solarzellen-Typ hat.

Solarzellen Test – monokristalline Siliziumzellen

Silizium ist das gebräuchlichste Ausgangsmaterial für Solarzellen. Das Element ist als Rohstoff nahezu unbegrenzt vorhanden und kann auf Grund seiner kristiallinen Struktur als m- und p-Halbleiter dotiert werden. Damit wird der photovoltaische Effekt – also die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom - möglich. Die Herstellung hochreinen Siliziums mit kristalliner Struktur ist sehr energieaufwändig, was auch den teureren Preis dieser Solarzellen erklärt. Ein Kristall kann die Größe von 150 Quadratmillimetern einnehmen.

Insgesamt haben sie aber eine positive Energiebilanz, da sie innerhalb von 2 bis 5 Jahren ebenso viel Energie produzieren, wie zu ihrer Herstellung notwendig ist. Monokristalline Siliziumzellen haben einen hohen Wirkungsgrad von 14 bis 20 %. Bei den handelsüblichen Modellen gilt aber schon ein Wert ab 16 % als ausgesprochen hoch. Im Solarzellen Test für das Langzeitverhalten ist deutlich geworden, dass sie ihre hohe Leistung stabil erbringen und eine besonders lange Lebensdauer aufweisen. Nachteile sind das höhere Gewicht und die Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen.

Solarzellen Test – polykristalline Siliziumzellen

Da die Herstellung dieser Solarzellen nicht so aufwändig ist wie die monokristalline Struktur, sind diese entsprechend preiswerter. Dafür ist ihr Wirkungsgrad geringer. Mit 12 bis 16 % reichen die polykristallinen Siliziumzellen aber durchaus an die Leistungskraft der hochreinen Solarzellen oder CIGS heran. Der Solarzellen Test über lange Zeiten (seit den 50er Jahren werden Siliziumzellen in der Raumfahrt eingesetzt) beweist, dass auch die übrigen Eigenschaften der hochreinen Variante entsprechen.

Solarzellen Test – CIGS

CIGS sind die neueste Innovation im Bereich der Solarzellen. Sie werden aus einer Legierung von Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen hergestellt und vereinen die Vorzüge eines hohen Wirkungsgrades mit dem spannungsverhalten von Dünnschicht-Solarzellen. Wie bei den hochreinen Siliziumzellen sind Wirkungsgrade um die 20 % möglich, beim derzeitigen technologischen Stand der Handelsware sind aber eher 13 bis 15 % üblich. Ein Problem ist die Verfügbarkeit der exotischen Materialien, insbesondere bei Indium und Selen. Da die Materialien meist in andere Stoffstrukturen eingebunden werden, sind sie auch nicht recyclebar. Ein Solarzellen Test für CIGS mit Langzeit-Ergebnissen liegt derzeit noch nicht vor.

Solarzellen Test – Dünnschicht Solarzellen

Diese Solarzellen bestehen aus einer dünnen, nicht kristallinen Siliziumschicht, die auf ein anderes Material aufgedampft wird. Dadurch sind sie in der Regel leichter als das kristalline Material, haben aber nur einen geringen Wirkungsgrad von 5 bis 8 %. Durch die fortschreitende Entwicklung ist das Limit aber weiter nach oben gerückt. Das Unternehmen Sharp hat mit seinen Solarzellen-Neuentwicklungen handelsübliche Dünnschicht – Solarzellen auf den Markt gebracht, deren Wirkungsgrad an 10 % heranreicht.