Photovoltaik-Solarmodule bestehen aus verschiedenen Arten von Solarzellen, die die Elemente sind, die Strom erzeugen.
Die Haupttypen von Photovoltaikzellen sind die folgenden:
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Solarzellen aus monokristallinem Silizium (M-Si). Die monokristalline Zelle besteht aus einem einzigen Siliziumkristall mit sehr gleichmäßiger Struktur.
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Solarzellen aus polykristallinem Silizium (P-Si). Polykristalline Zellen bestehen aus vielen Siliziumkristallen und haben eine geringere Leistung.
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Dünnschichtzellen. Es wird durch Abscheiden mehrerer Schichten photovoltaischen Materials auf einer Unterlage erhalten.
Die verschiedenen Arten von Photovoltaikzellen hängen von der Art und den Eigenschaften der verwendeten Materialien ab.
Monokristalline Solarzellen
Die erste industriell hergestellte kristalline Zelle ist die aus reinem monokristallinem Silizium. Diese Typen von Solarzellen haben eine gute Energieleistung, sind aber teurer als andere Typen. Aus diesem Grund weisen sie derzeit einen moderaten Umsetzungsgrad auf.
Monokristalline Solarzellen haben normalerweise eine quadratische Form mit abgerundeten Ecken (früher waren sie kreisförmig). Dies ist auf den Wachstumsprozess des monokristallinen Siliziumkristalls zurückzuführen, der eine zylindrische Form hat.
Dies sind die herausragendsten Merkmale:
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Der Aufheizvorgang ist langsamer.
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Sein Herstellungsprozess ist energetisch teurer.
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Es ist effizienter als die anderen Arten von Solarzellen, weil die Siliziumatome perfekt ausgerichtet sind.
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Der Herstellungsprozess dauert länger.
Polykristalline Solarzellen
Bei der Herstellung von polykristallinem Silizium lässt man das Silizium langsam in einer rechteckigen Form erstarren, was zu einem rechteckigen Festkörper mit vielen Kristallen führt.
Solarmodule mit dieser Art von Zellen sind billiger, haben aber eine geringere Leistung.
Dünnschicht-Solarzellen
"Dünnschicht"-Photovoltaikmodule werden nicht mit einzelnen Zellen hergestellt, sondern in Form von Endlosbändern, die auf einem geeigneten Substrat abgeschieden werden. Die Schichten bestehen aus amorphem Silizium (a-Si) mit einer Dicke von 1 oder 2 Mikrometern und benötigen keine internen Verbindungen.
Charakteristisch für diese Art von Paneelen ist, dass die Photonen, die nicht mit Elektronen kollidieren, sie dank ihrer geringen Dicke passieren. Diese Funktion ermöglicht die Gestaltung von Paneelen mit unterschiedlichen übereinanderliegenden Schichten.
Einer der Typen von Dünnfilmzellen ist die amorphe Siliziumzelle. Zellen mit amorphem Silizium haben eine etwa halb so große Leistung wie kristalline Zellen, weshalb zunehmend andere Halbleitertypen zum Einsatz kommen.
Welche Arten von Dünnschicht-Solarzellen gibt es?
Viele der photovoltaischen Materialien werden mit unterschiedlichen Abscheidungsverfahren auf einer Vielzahl von Substraten hergestellt. Dünnschichtsolarzellen werden üblicherweise nach dem verwendeten Photovoltaikmaterial eingeteilt:
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Farbstoffsolarzellen (DSC) und andere organische Solarzellen.
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Kupfer-Indium-Gallium und Selen (CIS oder CIGS)
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Cadmiumtellurid (CdTe)
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Amorphes Silizium (a-Si) und anderes Dünnfilm-Silizium (TF-Si)
Wofür werden Solarkonzentrationssysteme verwendet?
Eine weitere Innovationslinie der letzten Jahre ist die Solarkonzentration, die es ermöglicht, die Nutzung erneuerbarer Energien pro Quadratmeter Photovoltaikmodul zu verbessern.
Diese Technologie basiert auf der Konzentration der Sonnenstrahlung auf einer kleinen Fläche mittels eines optischen Konzentrators. Der Konzentrator soll die einfallende Sonnenstrahlung und damit den Energieertrag deutlich steigern.
In jedem Fall können Konzentrationssysteme fast nur die direkte Sonneneinstrahlung nutzen. Daher benötigen diese Art von Solarmodulen einen Solartracker.
Konzentrationssysteme werden auch in solarthermischen Anlagen zur Stromerzeugung oder zur Warmwasserbereitung eingesetzt.