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Auf immer mehr Dächer sieht man mittlerweile Solaranlagen und Freunde der eneuerbaren Energie werden das mit einem gewissen Wohltun beobachten. Nun gut, wir wissen, dass diese Solarzelle Strom erzeugen können, aber wir funktioniert so eine Solarzelle eigentlich?
Eine Solarzelle wandelt die Energie der Sonnestrahlen direkt in elektrische Energie um, aber wie macht sie das?
Die physikalische Grundlage für diese Umwandlung bildet der so genannte innere lichtelektrische Effekt. Ein Halbleiter absorbiert Photonen. Photonen sind die Teilchen, aus denen Licht zusammengesetzt ist.
Im Sonnenlicht gibt es verschiedenfarbige Photonen, also haben diese auch unterschiedliche Energien. Der Halbleiter kann nur einen Teil der Photonen nutzen, nur diese, die auch genügend Energie haben. Die energieschwachen Photonen laufen ungenutzt durch den Halbleiter durch.
Die absorbierte Strahlungsenergie wird für kurze Zeit im Halbleiter gespeichert, indem elektrische Ladungen in einen energetisch höherwertigen Zustand übergehen. Das ist ähnlich wie einem Wasserpumpwerk, wo das Wasser eines Stausees hochgepumpt und dadurch gespeichert wird.
Durch eine gezielte Verunreinigung des Halbleiters (Dotierung) bewegen sich die sich anziehenden postiven und negativen Ladungen in entgegengesetzte Richtungen. Aufgrund dieser Dotierung können im Halbleiter zwei benachbarte Bereiche erzeugt werden, die vorwiegend postive oder negative Ladungen ableiten können.
Wird die Solarzelle nun mit einem Metalkontakt versehen, so können die ungleichnamigen Ladungen abgegriffen werden, um dann als elektrischer Strom verwendet zu werden. Das ist also ähnlich wie bei einer Batterie und der Solarzellen Wirkungsgrad ist wirklich gut.
Mittlerweile ist es glücklicherweise so, dass sich Politik und Investoren immer etwas neues einfallen lassen, um die Photovoltaikanlagen zu fördern und somit deren Preis zu senken. Viele kennen die postiven Aspekte der Solaranlagen, aber viele wissen gar nicht, wie eine Solarzelle funktioniert. Warum sollte man Solarzellen kaufen, wenn man die Funktion nicht versteht?
Solarzellen kann man übrigens auch selber bauen!
Solarzellen Funktion und Wirkungsgrad
Eine Solarzelle wandelt die Energie der Sonnestrahlen direkt in elektrische Energie um, aber wie macht sie das?
Die physikalische Grundlage für diese Umwandlung bildet der so genannte innere lichtelektrische Effekt. Ein Halbleiter absorbiert Photonen. Photonen sind die Teilchen, aus denen Licht zusammengesetzt ist.
Im Sonnenlicht gibt es verschiedenfarbige Photonen, also haben diese auch unterschiedliche Energien. Der Halbleiter kann nur einen Teil der Photonen nutzen, nur diese, die auch genügend Energie haben. Die energieschwachen Photonen laufen ungenutzt durch den Halbleiter durch.
Die absorbierte Strahlungsenergie wird für kurze Zeit im Halbleiter gespeichert, indem elektrische Ladungen in einen energetisch höherwertigen Zustand übergehen. Das ist ähnlich wie einem Wasserpumpwerk, wo das Wasser eines Stausees hochgepumpt und dadurch gespeichert wird.
Durch eine gezielte Verunreinigung des Halbleiters (Dotierung) bewegen sich die sich anziehenden postiven und negativen Ladungen in entgegengesetzte Richtungen. Aufgrund dieser Dotierung können im Halbleiter zwei benachbarte Bereiche erzeugt werden, die vorwiegend postive oder negative Ladungen ableiten können.
Wird die Solarzelle nun mit einem Metalkontakt versehen, so können die ungleichnamigen Ladungen abgegriffen werden, um dann als elektrischer Strom verwendet zu werden. Das ist also ähnlich wie bei einer Batterie und der Solarzellen Wirkungsgrad ist wirklich gut.