Ist es möglich, dass die Welt eines Tages vollständig auf Solarenergie angewiesen ist? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst untersuchen, wie Solarmodule funktionieren.

Sonnenkollektoren (auch als PV-Module bekannt) sind die Kernkomponente des Solarstromsystems. Sie beeinflusst direkt die Energieeffizienz des Solarkraftwerks. Ein einzelnes Solarpanel besteht aus vielen kleinen PV-Zellen. Jede Zelle besteht aus kristallinem Silizium, das als Halbleiter fungieren kann. Wenn Sonnenkollektoren dem Sonnenlicht ausgesetzt werden, wandeln sie die Sonnenenergie in Strom um.

Solarmodule bestehen aus kleineren Einheiten, die als Solarzellen bezeichnet werden. Die Mainstream-Solarzellen werden aus Silizium hergestellt. Es ist ein Halbleiter, der das zweithäufigste Element auf der Erde ist. Eine Solarzelle ist zwischen leitfähigen Schichten eingebettet. Jedes Siliziumatom ist mit seinen Nachbarn durch vier starke Bindungen verbunden, die die Elektronen an Ort und Stelle halten, sodass kein Strom fließen kann. Was ist der Schlüssel? Eine Silizium-Solarzelle hat zwei verschiedene Siliziumschichten, N-Typ-Silizium hat zusätzliche Elektronen und P-Typ-Silizium hat zusätzliche Räume für Elektronen, die Löcher genannt werden. Wo sich die beiden Siliziumarten treffen, können Elektronen über den P/N-Übergang wandern und auf der einen Seite eine positive Ladung hinterlassen und auf der anderen eine negative Ladung erzeugen.

Sie können sich Licht als den Fluss winziger Teilchen vorstellen, die Photonen genannt werden und aus der Sonne schießen. Wenn eines dieser Photonen mit genügend Energie auf die Siliziumzellen trifft, kann es ein Elektron aus seiner Bindung schlagen und ein Loch hinterlassen. Die negativ geladenen Elektronen und die Position der positiv geladenen Löcher können sich nun frei bewegen. Aber wegen des elektrischen Feldes an der P/N-Kreuzung gehen sie nur in eine Richtung. Das Elektron wird zur N-Seite gezogen, während das Loch zur P-Seite gezogen wird. Die beweglichen Elektronen werden von dünnen Metallfingern an der Oberseite der Zelle gesammelt. Von dort fließen sie durch einen externen Stromkreis und verrichten elektrische Arbeit, wie das Betreiben einer Glühbirne, bevor sie durch das leitfähige Aluminiumblech auf der Rückseite zurückkehren. Jede Siliziumzelle gibt nur ein halbes Volt ab, aber Sie können sie in Modulen aneinanderreihen, um mehr Leistung zu erzielen.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, können Sie in diesem Blogbeitrag mehr über die Besonderheiten der Funktionsweise von Solarmodulen lesen.

Derzeit gibt es drei Arten von Solarmodulen, die den PV-Zellen entsprechen: monokristalline Solarmodule, polykristalline PV-Module und Dünnschicht-Solarmodule.

Ein monokristallines Photovoltaikmodul besteht aus hochreinen monokristallinen Siliziumstäben, die in der Photovoltaikindustrie weit verbreitet sind und eine hohe photoelektrische Umwandlungsrate aufweisen. die vier Ecken von monokristallinen PV-Zellen sind abgerundet und ihre Farbe ist fast schwarz; außerdem ist die Herstellung von monokristallinen Zellen komplexer und damit die Kosten höher.

Polykristalline Photovoltaikmodule Bestandteil polykristalliner Solarzellen, die in verschiedenen Reihen- und Parallelkonfigurationen angeordnet sind. Die vier Ecken der PV-Zellen sind quadratisch. Darüber hinaus ist es himmelblau gefärbt, und die Kosten des Poly-Solarmoduls sind im Vergleich zu Monomodulen geringer.

Das Dünnschicht-Solarmodul besteht aus dünnen Halbleiterschichten, die auf Glas, Kunststoff oder Metall abgeschieden werden. Die Filme sind unglaublich dünn, oft 20-mal dünner als c-Si-Wafer. Das macht Dünnschicht-Solarmodule flexibel und leicht. Es hat eine hohe Energieeffizienz in bestimmten Situationen, wie z. B. bei Beschattung oder hoher Temperatur.

Solarstrom wird besser, billiger und konkurriert mit dem Strom aus dem Netz. Und Innovationen wie Topcon-Zellen und HJT-Zellen könnten Solarmodulen eine bessere Zukunft bescheren.