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Funktionsweise Solarzelle

Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien und sind prinzipiell wie großflächige Photodioden aufgebaut. Sie werden jedoch nicht als Detektor für Strahlung sondern zur Energiegewinnung eingesetzt. Die Besonderheit von Halbleitern ist, dass sie durch zugeführte Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung freie Ladungsträger erzeugen. Damit aus diesen Ladungsträger in Form von Elektronen ein elektrischer Strom erzeugt wird, ist ein internes elektrisches Feld im inneren der Solarzelle nötig, um die erzeugten Elektronen in unterschiedliche Richtungen zu lenken. Dieses interne elektrische Feld wird durch einen sogenannten p-n-Übergang erzeugt, wobei in diesem Bereich innerhalb des Halbleiters unterschiedliche Spannungen herrschen, einmal positiv und einmal negativ. Um das gewünschte Profil für die richtige Funktionsweise der Solarzellen zu erzeugen, wird gewöhnlich eine dünne Oberflächenschicht stark n-dotiert, die dicke Schicht darunter schwach p-dotiert. Das hat eine weitreichende Raumladungszone zur Folge. Wenn in dieser Übergangszone nun Photonen einfallen und Elektronen-Loch-Paare erzeugen (Photoeffekt), so werden durch das elektrische Feld die Löcher zum untenliegenden p-Material beschleunigt und umgekehrt die Elektronen zum n-Kontakt auf der (sonnenzugewandten) Oberseite. Die so beschleunigten Ladungsträger erzeugen dabei zum einen Wärme und zum anderen den erwünschten Strom, der direkt vom Verbraucher genutzt bzw. gespeichert werden kann. Sie suchen eine Photovoltaikanlage? Photovoltaikanlage finden Vergleichen Sie mehrere Angebote von Fachhändlern
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