Die Solarzelle

Geschichte

Die Solarzelle findet ihren Ursprung im Photoelektrischen Effekt, welcher 1839 von A.E. Becquerel entdeckt wurde.
Charles Fritts baute die erste „richtige„Solarzelle aus dem
Halbmetall Selen allerdings war der Wirkungsgrad noch zu
niedrig um eine Gewinn daraus zu ziehen.
Zur heutigen Zeit bestehen Solarzellen größtenteils aus Silizium, einem ungiftigen Element.
Früher wurden Silizium-Solarzellen in der Elektroindustrie
noch als Abfallprodukte behandelt.

Aufbau

Damit eine Solarzelle funktioniert muss zuvor eine Siliziumscheibe
verunreinigt werden, fachlich wird dies als dotieren bezeichnet.
Durch die Verunreinigung entsteht ein Ungleichgewicht in der
Siliziumstruktur und somit 2 verschiedene Schichten; eine positive
p-Schicht und eine negative n-Schicht.
Auf der n-Schicht entsteht ein Elektronenüberschuss auf der p-Schicht
hingegen fehlen Elektronen wodurch sogenannte Löcher entstehen.
Die überschüssigen Elektronen der n-Schicht wandern dann zur p-Schichtund besetzen die Löcher.
Je mehr Licht nun auf die Zelle fällt, desto beweglicher werden die Elektronen
und desto weiter können sie wandern.

Wirkungsweise

Mittlerweile ist man soweit, dass 20% der Lichtenergie durch die Solarzellen in Strom umgesetzt werden können.
Im Labor wurden bereits 25% erreicht.
Man unterscheidet generell zwischen monokristallinen und multikristallinen Solarzellen.
Eine normale Solarzelle wird auch als Diode bezeichnet und ist 200 Mikrometer dünn.

Vor- und Nachteile

Solarzellen werden hoch angepriesen allerdingsgibt es nicht nur Vorteile sondernauch Nachteile. Zwar gilt die Strom- bzw. dieEnergiegewinnung als umweltfreundlichallerdings kommt bei der Herstellung von Solarzellen
eine Menge an Chemikalien zum Einsatz was wiederum nicht umweltfreundlich ist.
Da die Sonne die Energiequelle ist, muss man dafür nichts bezahlen und ist in dieser Hinsicht „kostenlos„, doch die Anschaffung von Solarzellen ist so teuer, dass erst nach 10 Jahren davon profitiert werden kann.Da die Sonne als Quelle dient ist man sehr wetterabhängig, ebenfalls wird Nachts gar kein Strom produziert sodass oftmals weitere Energiequellen genutzt werden müssen.
Allerdings wird durch die Nutzung von Solarzellen auch die CO2-Emission reduziert.

Quellen:
Bild (1)
www.renewable-energy-concepts.com/uploads/pics/a.becquerel_01.jpg
Bild (2)
https://www.schulportal-thueringen.de/services/resources/download/public/1085795/Vorschau_Hoerner_Solarzelle.jpg
Bild(3)
www.gesundes-haus.ch/solarzellen-photovoltaik/photovoltaik—vorteile-und-nachteile.html