Technologie von Solarzellen

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„Photovoltaik bezeichnet die Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Der Begriff Photovoltaik ist ein um 1920 aufgekommenes Kunstwort, das aus dem griechischen Wortstamm für Licht und der Einheit für die elektrische Spannung zusammengesetzt wurde.“ [1] Die Solarzellen der PV-Anlagen und die darin verbauten Materialien gewinnen aus der Strahlungsenergie des Sonnenlichtes elektrische Energie. Und die mit den Zellen installierten Technologien wandeln diese dann in den netztauglichen Strom um.

Grundlegend ist bezüglich der Funktionsweise und des Aufbaus der Anlagen zwischen netzgekoppelten und Inselanlagen zu differenzieren. Hierbei sind die verwendeten Komponenten sehr ähnlich. Jedoch gibt es hinsichtlich der Technologien der verwendeten Solarzellen größere Unterschiede. Lesen Sie im folgenden Text von Nicolas Schettle, wie Solarzellen funktionieren.

Technologie von Solarzellen

Grundsätzlich gibt es verschiedene Technologien zur Herstellung von Solarzellen. Dabei sind je nach Zellaufbau Dickschicht- oder auch kristalline Solarzellen und Dünnschichtsolarzellen zu unterscheiden. Aktuell sind ca. 90% der weltweit verbauten und produzierten Solarzellen kristalline Solarzellen. Nachfolgend lernen Sie die verschiedenen Solarzelltypen genauer kennen und neue Entwicklungen, die in der Zukunft eingesetzt werden könnten, sind vorgestellt.

Dickschichtsolarzellen

Bei dieser Art der Solarzellen ist nochmals hinsichtlich des verbauten Halbleitermaterials zwischen mono- und polykristallinen Solarzellen zu unterscheiden. Dabei gibt es schon allein optisch schon große Unterschiede. Denn die monokristalline Solarzelle weist eine im Ganzen homogene und einheitliche Struktur auf, während bei den polykristallinen Solarzellen deutliche Korngrenzen erkennbar sind.

Die dünnen waagerechten Linien, die in beiden Formen der Solarzellen erkennbar sind, heißen Kontaktfinger und sind für den Abtransport von Elektronen aus der Solarzelle verantwortlich.

Herstellung von Solarzellen

Um das Herstellungsverfahren der verschiedenen Solarzelltypen zu veranschaulichen, ist nachfolgend der Prozessablauf dargestellt. Dabei unterscheiden sich die Herstellungsverfahren der mono- und polykristallinen Zellen hauptsächlich im Kristallisationsprozess.

Prozessablauf zur Herstellung kristalliner Silizium-Solarzellen

Prozessablauf zur Herstellung kristalliner Silizium-Solarzellen

Gewinnung von Silizium

Das Ausgangsmaterial ist das in Form von Quarzsand annähernd unbegrenzt verfügbare Siliziumdioxid SiO2. Im ersten Schritt wird durch die Reduktion von Quarzsand mit Kohlenstoff elementares Silizium gewonnen:

SiO2 + 2C zu Si + 2CO

Dabei findet der Prozess unter hohen Temperaturen zwischen 1900 und 2100 °C in Lichtbogenöfen statt. Das entstehende Produkt heißt als metallurgisches Silizium.[2]

Solarreines Silizium

Im nächsten Schritt ist solarreines polykristallines Silizium durch die Reinigung des metallurgischen Siliziums herzustellen. Hierzu wird meist der so genannte „Silanprozess“ angewendet, indem feingemahlenes Silizium durch Zugabe von Chlorwasserstoff in gasförmiges Trichlorisan umgewandelt wird. Dann ist dieses Produkt durch Destillation zu reinigen und bei ca. 1100°C zu reduzieren, wodurch polykristallines Silizium abgetrennt wird. Dieses solarreine Silizium hat einen Reinheitsgrad von 99,999%.[3]

Anschließend ist hinsichtlich des Kristallisationsprozesses zu unterscheiden, ob mono- oder polykristallines Silizium zu verwenden ist. Dabei ist Ausgangsstoff das zuvor gewonnene solarreine Silizium.

Monokristallines Silizium

Will man nun monokristallines Silizium erstellen, so ist das solarreine Silizium zu zerkleinern, durch einen Ätzvorgang nochmals zu reinigen und dann zu schmelzen. Dann wird diese Schmelze mittels Tiegelziehen bzw. durch das Czochralski-Verfahren in Einkristalle verarbeitet. Letztlich entstehen die Eiskristalle durch einen Kristallisationskeim bei einer Temperatur von 1450 °C und werden gezogen, bis sie einen Durchmesser von bis zu 300 mm und eine Länge von bis zu 2m besitzen. Ebenfalls ist es möglich, durch das Zonenziehverfahren monokristallines Silizium zu erhalten. Hierbei wird an einen polykristallinen Stab der Kristallisationskeim angeschmolzen. Durch Induktion wird das Silizium dann lokal geschmolzen. Und es bewegt sich ausgehend vom Kristallisationskeim durch den Stab hindurch. Schließlich fügt sich beim Abkühlungsprozess das Silizium dann bei beiden Verfahren in monokristalliner Form an den Keim an.[4]

Herstellung von polykristallinem Silizium

Will man nun polykristallines Silizium herstellen, ist das solarreine Silizium zu schmelzen und in einen Block zu geißen. Dann wird beim Abkühlen durch einen gesteuerten Temperaturverlauf eine gerichtete Kristallisation erzielt. Dadurch erhält man eine grobkörnige Struktur mit Korngrenzen, die senkrecht zur Materialoberfläche angeordnet sind. Die gewonnenen monokristallinen Stäbe bzw. polykristallinen Siliziumblöcke werden als Ingot bezeichnet.[5]

Herstellung von Wafer

Im nächsten Schritt ist das Material in Blöcke mit der gewünschten Grundfläche zu schneiden und dann mittels Drahttrenntechnik in Wafer, also Scheiben mit einer Dicke von 180 bis 350 µm zu teilen. Schließlich ist es mit der Drahttrenntechnik möglich, geringe Sägeverluste von ca. 35 % zu erzielen. Hierbei ist ein dünner Draht mehrfach um vier Führungsrollen zu führen, wodurch ein Draht gleichzeitig mehrere Schnitte durchführen kann. Dabei ist der Draht von der Drahtspule 1 abzuspulen und nach dem Durchlauf der verschiedenen Wicklungen wieder auf Drahtspule 2 aufzurollen. Auf den Draht wird als Schneidenmaterial Sägeöl aufgetragen, das kleine Siliziumcarbid-Partikel enthält. Daraufhin wird die Oberfläche von Verunreinigungen und Sägeresten gesäubert.[6]

Dotierung des p-n-Übergangs

Der nächste Schritt ist dann die Dotierung des p-n-Übergangs. Hierzu wurde dem Silizium schon bei dem Kristallisationsprozess Bor zugefügt, um die erwünschte p-Dotierung zu erhalten. Um einen p-n-Übergang zu erzeugen, ist dann eine Seite der Siliziumscheibe mit Phosphorzu  behandeln. Außerdem wird durch Behandlungstemperaturen von 800 bis 1200 °C das Eindiffundieren von Fremdatomen in das Silizium gefördert.[7] In der Umgebung der Dotierungsgrenze finden Ausgleichsvorgänge statt. Dabei entstehen Diffusionsströme vom n- ins p-Gebiet (Elektronen) und Diffusionsströme vom p- ins n-Gebiert (Löcher). Außerdem führt der bestehende Konzentrationsausgleich der frei beweglichen Ladungsträger zum Aufbau eines elektrischen Feldes über die Grenzfläche hinweg, die so genannte Raumladungszone.[8]

Anschließend ist als vorletzter Schritt die Antireflexionsschicht aufzubringen, die aus Siliziumnitrid, Siliziumdioxid oder Titandioxid besteht. Hierzu sind die Siliziumscheiben in einem Reaktor zu platzieren und mit dem entsprechenden Gasgemisch zu umströmen. Der jeweilig aufzutragende Stoff wird im Reaktorraum gebildet und setzt sich auf die Solarzelle ab. Durch diese Beschichtung erhalten die Zellen ihre typische dunkelblaue bis schwarze Farbe.[9]

Herstellung von Dickschichtsolarzellen

Im letzten Schritt zur Herstellung von Dickschichtsolarzellen sind die Kontaktierungen auf Vorder- und Rückseite durch Siebdruck auf die Solarzelle aufzubringen. Dazu ist auf der Rückseite  die komplette Fläche mit Kontakten zu bedrucken. Dagegen werden auf der Vorderseite viele möglichst schmale Kontaktfinger, die zu Sammelkontakten führen, verwendet, um möglichst wenig Fläche der Zelle zu belegen und einen möglichst geringen ohmschen Widerstand zu erhalten. So kann möglichst viel des Sonnenlichts eingefangen und möglichst viel Strom produziert werden.[10]

Letztlich weisen die monokristallinen Siliziumzellen mit einem Wirkungsgrad von über 20% im großtechnischen Einsatz den aktuell besten Wert auf. Im Labor konnte man Wirkungsgrade von über 40% erzielen. Allerdings bestehen hohe Reinheitsanforderungen, was einen hohen Energiebedarf verursacht und somit hohe Kosten und großen Aufwand mit sich bringt. Im Ergebnis weisen die polykristallinen Zellen das günstigste Preis-Leistungs-Verhältnis auf. Und sie arbeiten mit Wirkungsgraden von 16% im großtechnischen Einsatz und über 18% unter Laborbedingungen. Da das Silizium für diese Art der Solarzellen keine so hohe Stoffreinheit besitzen muss, entsteht hier eine geringere Umweltbelastung.[11]

Dünnschichtsolarzellen

Diese Art der Solarzellen unterscheidet sich von den zuvor vorgestellten waferbasierten Dickschichtsolarzellen in der Schichtdicke des Halbleitermaterials und in dem Herstellungsprozess. Hierbei ist eine wenige Mikrometer dicke Schicht aus Halbleitermaterial auf das Trägermaterial aufzutragen. Der Name der CIS(CIGS)-Zelle kommt von den hauptsächlich verwendeten Halbleitermaterialien Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel oder Selen, sowie mikrokristallines und amorphes Silizium. Das Trägermaterial besteht aus Glas, Metall- oder Kunststofffolien. Jedoch wird in der Regel Fensterglas eingesetzt, da es günstig und ausreichend verfügbar ist und den Prozesstemperaturen problemlos standhalten kann. Die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung von Dünnschichtsolarzellen sind in nachfolgender Abbildung dargestellt.

Prozessablauf zur Herstellung von CIS-Zellen

Prozessablauf zur Herstellung von CIS-Zellen

Sputtern – Zerstäuben

„Das Sputtern (aus dem englischen to sputter = zerstäuben) – oder auf Deutsch, die Kathodenzerstäubung – ist ein physikalischer Vorgang, bei dem Atome aus einem Festkörper (Target) durch Beschuss mit energiereichen Ionen (vorwiegend Edelgasionen) herausgelöst werden und in die Gasphase übergehen.“[12]

„Unter dem Begriff Sputtern wird meistens nur die Sputterdeposition, eine zur Gruppe der PVD-Verfahren gehörende hochvakuumbasierte Beschichtungstechnik, verstanden. Weiterhin kommt das Sputtern in der Oberflächenphysik als Reinigungsverfahren zur Präparation hochreiner Oberflächen und als Verfahren zur Analyse der chemischen Zusammensetzung von Oberflächen zum Einsatz.“[13]

Hier besteht der Rückkontakt, also der Festkörper, aus Molybdän. Und es ist Glas in den Prozess miteinzubringen. Denn auf dem Glas lagern sich Atome aus der Gasphase ab. Und dies bilden somit eine dünne Schicht.[14]

Im nächsten Schritt wird der zuvor aufgesputterte Rückkontakt laserstrukturiert. Hierbei sind durch den Laser dünne Kanäle im Material des Kontakts zu erzeugen.[15]

Anschließend werden zunächst die Ausgangselemente Kupfer und Indium aufgesputtert. Danach ist dieses Substrat bei ca. 500 °C einer Selen-Atmosphäre ausgesetzt. Dabei verbinden sich die Stoffe Kupfer und Indium dann mit dem Selen und reagieren in einem thermischen Prozess zu Kupferindiumdiselenid.[16]

Einsatz einer Cadmiumsulfidschicht

Daraufhin ist eine Cadmiumsulfidschicht (CdS) in einem chemischen Bad aufzubringen. Dabei fungiert das CdS als n-leitende Schicht und das Kupferindiumdiselenid als p-leitende Schicht der Zelle.[17]

Daraufhin wird das Material nochmals strukturiert und der Frontkontakt aufgesputtert. Dabei ist das hier verwendete Material Zinkoxid, das optisch transparent und elektrisch gut leitend ist. So lässt sich der Frontkontakt flächig auftragen. Zum Schluss ist die Zelle nochmals mechanisch zu strukturieren. So trennen die verschiedenen Strukturierungsdurchläufe zunächst die einzelnen Zellen und verschalten sie anschließend miteinander. Dadurch entsteht dann das Solarmodul.[18]

Vorteile der Dünnschichtsolarzellen

Vorteile dieser Dünnschichtsolarzellen sind der geringere Materialeinsatz für das Halbleitermaterial. Denn die Schichtdicke beträgt gerade mal ein Hundertstel der kristallinen Solarzellen. Außerdem gibt es nur minimale Sägeverluste. Allerdings können sie nicht mit den Wirkungsgraden der monokristallinen Solarzellen mithalten. Hier sind die CIS-Zellen im Hinblick auf die Zukunft noch am aussichtsreichsten. Denn sie erzielen teilweise Wirkungsgrade von 21 % unter Laborbedingungen, was den Wert von polykristallinen Solarzellen übersteigt.[19]

Zukünftige Entwicklungen der Solartechnik

Es gibt bereits zahlreiche Ideen wie man Solartechnik und die Sonnenenergie zukünftig nutzen kann. Eine davon ist der Bau von riesigen Solaranlagen im Weltraum. Denn im All gibt es keine Wolken, keine Atmosphäre und auch keinen Tag-Nacht-Zyklus, die die Effizienz der Solaranlagen auf der Erde logischerweise stark reduzieren. Es wäre also möglich 24 Stunden am Tag Energie zu produzieren. Die NASA arbeitet schon seit mehreren Jahren mit dem Pentagon an Möglichkeiten diese Idee in die Realität umzusetzen. Aber auch andere Länder wie China, Russland und vor allem Japan sind an der Forschung interessiert. Einige Vorschläge beinhalten die Idee, dass große Spiegel das Sonnenlicht auf eine Art Satellit mit Solarpanels reflektieren.[20]

Die gesammelte Energie wird dann in Form von gebündelten Mikrowellen präzise auf die Erde gesendet, wo sie dann auf Bodenstationen von speziellen Antennen absorbiert und in Strom umgewandelt wird. Die Umsetzung dieser Ideen wird allerdings noch einige Jahre in Anspruch nehmen, um eine stabile und auch weitestgehend wartungsfreie Struktur im All realisieren zu können. Da es in Japan nicht genügend Fläche für Solaranlagen und Windparks auf der Erde gibt, sind sie besonders interessiert an der neuen Technologie. Forscher der Universitäten Tokio und Kobe planen eine Testphase in Zusammenarbeit mit der Weltraumagentur Jaxa schon im kommenden Jahrzehnt.[21]

Nachfolgend werden verschiedene Arten von neu entwickelten Solarzellen präsentiert, die in der Zukunft ebenfalls ein großes Potential aufweisen.

Organische Solarzellen

Diese Art der Zellen basieren auf einem Halbeitermaterial, das der organischen Chemie zugehörig ist, also auf halbleitenden Kohlenstoffverbindungen. Die Moleküle bieten hier schon bei sehr kleinen Schichtdicken sehr gute Lichtabsorbtionseigenschaften. Diese speziellen Zellen bestehen aus zwei verschiedenen Molekülen, die als Elektronendonator bzw. -akzeptor funktionieren. Das Sonnenlicht wird absorbiert, wodurch der Elektronendonator in einen Hochenergiezustand versetzt wird, indem ein Elektronen-Loch-Paar auf dem Molekül erzeugt wird. Zur Trennung der Ladungsträger muss nun dem Elektron durch ein angrenzendes Molekül ein niedrigeres freies Energieniveau angeboten werden. Das Elektron wird dann von diesem Molekül aufgenommen und arbeitet so als Elektronenakzeptor. Hierbei haben sich als Donatoren vor allem leitfähige Polymere und als Akzeptoren symmetrische Kohlenstoffmoleküle durchgesetzt. In die Mischschicht aus Elektronendonator und -akzeptor werden zwei flächige Elektroden eingebaut[22]

Aktuell liegt der Wirkungsgrad in der Praxis bei unter 10 %. Erst im Juli 2019 ist es Forschern der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) gelungen, einen Durchbruch im Bereich organische Solarzellen zu erreichen und Laborwirkungsgrade von 20,8 % zu erzielen. Diese Werte zeigen auch das Potential der organischen Zellen in der Zukunft auf.[23]

Vorteile der organischen Solarzellen

Organische Solarzellen weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Zur Herstellung ist aufgrund der geringen Schichtdicken und Niedertemperaturverfahren nur ein geringer Energieeinsatz erforderlich. Außerdem können die Zellschichten auf flexible Trägermaterialien aufgebracht werden. Dies ermöglicht ganz neue Einsatzbereiche für die Solarkraft.[24]

Allerdings weisen sie ebenfalls einen noch geringeren Wirkungsgrad als kristalline Solarmodule auf und besitzen eine kürzere Lebensdauer. Sie sind jedoch sehr flexibel einsetzbar, so zum Beispiel auch auf der Kleidung. Organische Solarzellen werden weiterhin erforscht, ihr Wirkungsgrad wird ständig verbessert und sie bieten viel Potential in der Zukunft. Im Gegensatz zu den kristallinen Solarzellen, die aus physikalischen Gründen nur ca. 30 % des einfallenden Sonnenlichtes nutzen können und somit deren Wirkungsgraden engere Grenzen gesetzt sind.[25]

Grätzelzelle

Die Grätzelzelle, benannt nach ihrem Erfinder Michael Grätzel, generiert Strom auf der Basis von Farbstoffen anstatt auf Siliziumbasis. Sie wurde in den 1980er Jahren von ihm erfunden und 1992 zum Patent angemeldet.[26]

Auch die Grätzelzelle ist aus mehreren Schichten aufgebaut. Sie besteht aus zwei Elektroden, die jeweils auf einer Glasplatte aufgebracht sind, die nur wenige Mikrometer voneinander entfernt sind. Eine der beiden Elektroden ist doppelt beschichtet.[27] Das Trägermaterial, wie z.B. Glas, wird mit einem transparenten und elektrisch leitenden Oxid beschichtet. Diese Schicht wird als TCO-Schicht bezeichnet, was für „transparent conducting oxide“ steht und besteht meistens aus Indiumzinnoxid oder einem Zinnoxid, das eine Fluordotierung besitzt. Auf diese Schicht wird Titandioxid aufgetragen, das durch den Sinterprozess eine große Oberfläche erhält, woran der anschließend aufgetragene Farbstoff besser haften kann.[28] Der Elektrolyt, der sich zwischen den beiden Elektroden befindet, ist für den Ionentransport verantwortlich. Bei dieser Art der Zelle übernehmen also ein Farbstoff, Titandioxid und ein Elektrolyt die Aufgaben des Siliziums bei den klassischen Solarzellen.[29]

Funktionsweise der Grätzelzellen

Die Farbstoffmoleküle fangen das Sonnenlicht ein, wodurch Elektronen von den Farbstoffmolekülen gelöst werden. Dabei absorbiert das Titandioxid die freiwerdenden Elektronen und die positiven Ionen wandern durch den Elektrolyten zur anderen Elektrode. Hierdurch wird eine elektrische Spannung erzeugt, die dann durch einen angelegten Stromkreis genutzt werden kann. Grätzel nutzte damals noch natürliche Farbstoffe. Heutzutage wird mit synthetischen Farbstoffen gearbeitet. Es wurde erst vor kurzem festgestellt, dass der Wirkungsgrad durch die Kristallisation des Farbstoffs in einer regelmäßigen Gitterstruktur enorm gesteigert werden kann.[30] Der Farbstoff regeneriert daraufhin innerhalb minimalster Zeit, da er von den Iodid-Elektronen des Elektrolyten Elektronen absorbiert.[31]

Deutliche Vorteile der Grätzelzelle gegenüber herkömmlichen Solarzellen sind die geringen Kosten und der geringe Energiebedarf zur Herstellung der Zellen. Außerdem können die Farbstoffzellen in Gebäudefassaden integriert werden. Sie können das indirekte Sonnenlicht ebenso gut nutzen wie direkte Sonneneinstrahlung. Negativ zu bewerten sind hier der geringe Wirkungsgrad (unter Laborbedingungen 15 %) und die geringere Lebensdauer. Diese Probleme können allerdings durch den Einsatz synthetischer Farbstoffe reduziert werden, was wiederum eine Steigerung der Herstellungskosten und des Energiebedarfs nach sich ziehen würde. In der Zukunft ist es durchaus denkbar, dass die Grätzelzelle einen höheren Wirkungsgrad erzielen könnte als monokristalline Solarzellen. Die Erprobung in der Praxis und die Sammlung mehrjähriger Erfahrungen in der Praxis steht allerdings noch aus.[32]

Solarzellen der dritten Generation

Aktuell forschen 19 deutsche Institute an der Entwicklung von Solarzellen, mit denen Wasser gespalten werden kann – Solarzellen der dritten Generation. Das Sonnenlicht soll in Form von chemischer Energie gespeichert werden, indem es Wasserstoff produziert. Dieses grundlegende Prinzip findet sich auch in der Natur wieder. Das Blatt absorbiert Sonnenlicht und kann Kohlendioxid aus der Luft und Wasser aus dem Boden aufnehmen. Dadurch werden dann energiereiche Kohlenwasserstoffverbindungen wie Zucker generiert. Wissenschaftler forschen daher an der künstlichen Imitation dieser Prozesse.[33]

„Die künstlichen Zellen bestehen aus Halbleiterelektroden, die die Lichtenergie in elektrische Ladungsträger umwandeln. Statt diese direkt als Strom zu nutzen, sollen die Photoelektroden eingesetzt werden, um an der Oberfläche Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der entstehende Wasserstoff kann nahe bei der Zelle gespeichert werden. Die Energierückgewinnung erfolgt in einer Brennstoffzelle durch kontrollierte Reaktion des Wasserstoffs mit Sauerstoff.“ [34]

Wasser als Erdöl der Zukunft?

Es wird aktuell an der korrekten Materialkombination geforscht, um das Wasser zu spalten. Hierzu werden 1,6 bis 1,9 Volt benötigt, was durch eine Silizium-Solarzelle, die 0,7 Volt aufweist, nicht zu realisieren ist. Diese Energiespeicherung in Form von Wasserstoff ist auch für die Zukunft sehr interessant. Dabei ist denkbar, den Wasserstoff durch effiziente und ökonomische „künstliche Blätter“ direkt mit Kohlenstoff in flüssige oder gasförmige Brennstoffe umzuwandeln. Und dieses Energieszenario würde das Wasser dann zum Erdöl bzw. zur Kohle der Zukunft machen.[35]

Quellen zur Technologie der Solarzellen

[1] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 1.

Quellen zu Dickschicht-Solarzellen

[2] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 47.

[3] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 47.

[4] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 48.

[5] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 48.

[6] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 48ff.

[7] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 50.

[8] Vgl. Watter (2019), S. 16.

[9] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 50.

[10] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 50f.

[11] Vgl. Friedrich (2018): Erneuerbare Energien, S. 61f.

Quellen zu Dünnschicht-Solarzellen

[12] Chemie.de (o.J.), Onlinequelle: https://www.chemie.de/lexikon/Sputtern.html

[13] Chemie.de (o.J.), Onlinequelle: https://www.chemie.de/lexikon/Sputtern.html

[14] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 53.

[15] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 53.

[16] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 53.

[17] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 53.

[18] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 53f.

[19] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 54.

Quellen zur zukünftigen Entwicklung der Solarzellen

[20] Vgl. Trendsderzukunft.de (2017), Onlinequelle: https://www.trendsderzukunft.de/die-nasa-moechte-zukuenftige-energieprobleme-mit-solarzellen-im-all-loesen/

[21] Vgl. Lassau (2016), Onlinequelle: https://www.welt.de/wissenschaft/article155375567/Ein-Solarkraftwerk-in-36-000-Kilometern-Hoehe.html

[22] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 59.

[23] Vgl. Podbregar (2019), Onlinequelle: https://www.scinexx.de/news/energie/neuer-rekord-fuer-flexible-solarzellen/

[24] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 59.

[25] Vgl. Solaranlage.eu (o.J.b), Onlinequelle: https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/organische-solarzellen

Quellen zur Grätzelzelle

[26] Vgl. Photovoltaik.org (o.J.), Onlinequelle: https://www.photovoltaik.org/wissen/graetzelzelle

[27] Vgl. Solaranlage.eu (o.J.a), Onlinequelle: https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/graetzelzelle

[28] Vgl. Photovoltaik.org (o.J.), Onlinequelle: https://www.photovoltaik.org/wissen/graetzelzelle

[29] Vgl. Solaranlage.eu (o.J.a), Onlinequelle: https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/graetzelzelle

[30] Vgl. Solaranlage.eu (o.J.), Onlinequelle: https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/graetzelzelle

[31] Vgl. Wesselak/Voswinckel (2015): Photovoltaik – Wie Sonne zu Strom wird. 2. Aufl. Nordhausen: Springer Vieweg,  S. 60.

[32] Vgl. Solaranlage.eu (o.J.), Onlinequelle: https://www.solaranlage.eu/photovoltaik/technik-komponenten/solarzellen/graetzelzelle

Quellen zu Solarzellen der 3. Generation

[33] Vgl. Dos Santos (2019), Onlinequelle: https://www.euwid-energie.de/forscher-von-19-instituten-entwickeln-solarzellen-der-dritten-generation/

[34] Dos Santos (2019), Onlinequelle: https://www.euwid-energie.de/forscher-von-19-instituten-entwickeln-solarzellen-der-dritten-generation/

[35] Vgl. Dos Santos (2019), Onlinequelle: https://www.euwid-energie.de/forscher-von-19-instituten-entwickeln-solarzellen-der-dritten-generation/

Überblick
Technologie der Solarzellen
Titel
Technologie der Solarzellen
Inhalt
Es werden verschiedene Technologien zur Herstellung von Solarzellen angewendet. Je nach Zellaufbau werden Dickschicht- oder auch kristalline Solarzellen und Dünnschichtsolarzellen unterschieden.
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Dozent an der htw saar
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