Photovoltaik Funktionsweise

Wie eine Solarzelle funktioniert und warum sie Strom erzeugt.
Die meisten Photovoltaik Module werden aus dem Halbleiter Silizium hergestellt. Dieses Material ist das zweithäufigste Element in der Erdschicht und kann sehr umweltfreundlich verarbeitet werden.


Zur Solarstromerzeugung durch Photovoltaik werden zwei Scheiben des Halbleiters Silizium mit bestimmten Stoffen ausgestattet: die eine mit Phosphor (n-Schicht), dadurch wird das Silizium negativ leitend, die andere mit Bor oder Indium (p-Schicht), dadurch entsteht ein positiv leitendes Material. Sobald Licht auf die Solarzelle fällt, übertragen die Photonen ihre Energie auf Elektronen und lösen sie dadurch aus ihren Atomen. Somit entstehen freie Elektronen und Löcher. Durch den p-n Übergang sammeln sich die Elektronen in der n-Halbleiterschicht und die Löcher in der p-Halbleiterschicht. Wenn man jetzt den Stromkreis etwa mit einem kleinen Motor schließt, fließt Gleichstrom.
Der entstehende Photovoltaik Strom kann unterschiedlich verwertet werden. Man kann ihn vor Ort nutzen, in sogenannten Akkumulatoren speichern oder in Stromnetze einspeisen. Wird die Energie ins öffentliche Stromnetz geleitet, wird die Gleichspannung von einem Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt.