solarfassade.info - Portal für gebäudeintegrierte Photovoltaik

Solarzelle

Photovoltaik ermöglicht die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Die Umwandlung erfolgt ohne Emissionen und Stoffströme innerhalb der Solarzelle. Der Wirkungsgrad von Solarzellen wird in Prozent angegeben. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von erzeugter elektrischer Energie zu eingestrahlter Lichtmenge.

Nach ihrem Ausgangsmaterial werden Solarzellen unterschieden in kristalline Solarzellen und Dünnschichtzellen. Kristalline Zellen bestehen (derzeit) aus Silizium in monokristalliner (mc-Si) oder polykristalliner (pc-Si) Form und weisen die höchsten Wirkungsgrade auf. Die Zellen können vorder- oder rückseitig kontaktiert werden. Bei einer rückseitigen Kontaktierung kommt es durch eine Verringerung oder vollständigen Vermeidung des Kontaktgitters auf der Vorderseite zu einer verminderten Abschattung und damit zu einer Wirkungsgradsteigerung (idw-online 2009).

Im Bereich der Dünnschichtzellen gibt es zurzeit drei verschiedene Technologien, die bereits am Markt erhältlich sind: Silizium-basierend (amorphes Silizium: a-Si; eine Kombination aus a-Si und mikrokristallinem Silizium a-Si/µc-Si), Cadmium-Tellurid (CdTe) und Kupfer-Indium-Diselenid (CIS, CIGS). Darüber hinaus wird an einer Vielzahl anderer Dünnschichtzellen und organischer oder Farbstoffzellen geforscht, die in den nächsten Jahren auf den Markt kommen werden und hohe Kostenreduktionen von PV-Anlagen versprechen.

Beide Varianten – kristalline Zellen und Dünnschichtzellen – haben ihre Vorzüge:

Tabelle 1: Vergleich kristalline Zellen und Dünnschichtzellen
Zellentyp Vorteile Nachteile
Kristallin Hohe und stabile Zellwirkungsgrade Ausgereifte Zelltechnologie (langjährige Erfahrung)
Farb- und Formenvielfalt 		Eingeschränkte Flexibilität (Zellraster)
Inhomogene Optik
Keine homogene Transparenz
Aufwändige und kostenintensive Zell- und Modulproduktion
Dünnschicht Geringere Anlagenkosten Homogene Erscheinung
Farb- und Formenvielfalt Semitransparenz 		(Noch) geringere Wirkungsgrade
Geringere Erfahrung bezüglich Langzeitstabilität

Der tabellarische Überblick zeigt die wichtigsten Eckdaten typischer Solarzellen:

Tabelle 2: Eckdaten typischer Solarzellen
Zelle monokristallin polykristallin Dünnschicht
Größe häufig:
125 x 125 mm,
156 x 156 mm		 häufig:
125 x 125 mm,
156 x 156 mm		 nahezu beliebiger Zuschnitt des Trägermaterials
Form rechteckig, quadratisch, pseudoquadratisch (mit abgerundeten Ecken) rechteckig, quadratisch beliebiger Zuschnitt des Trägermaterials
Farbe meist schwarz meist kristallblau schwarz, rötlich-braun oder dunkelgrün
Wirkungsgrad derzeit bis ca. 21% derzeit bis ca. 16% derzeit bis ca. 13%
Abbildung 1: Beispiele monokristalliner Solarzellen
Abbildung 2: Beispiel für monokristalline rückseitenkontaktierte Zelle

Quelle: solar-designs 2009, ecn.nl 2009

Abbildung 3: Beispiele polykristalliner Solarzellen
Abbildung 4: Polykristalline rückseitenkontaktierte Solarzelle (Beispiel)
Abbildung 5: Beispiele für Dünnschichtzellen

Letzte Aktualisierung dieser Seite: 06.07.2009