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Solarzelle

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Eine Solarzelle besteht aus zwei unterschiedlichen Siliziumschichten: Eine negativ-leitende Schicht ist zum Beispiel mit Phosphor versetzt und besitzt ihre Leitfähigkeit überwiegend aufgrund frei beweglicher Elektronen. Die andere, positivleitende Schicht ist beispielsweise mit Bor versetzt und besitzt ihre Leitfähigkeit überwiegend aufgrund frei beweglicher "Löcher". Dies sind Elektronenfehlstellen, die als positiv geladene Ladungsträger anzusehen sind. Aufgrund dieser Struktur besitzen Solarzellen an der Grenze beider Schichten ein elektrisches Feld. Bei Lichteinfall auf die Solarzelle werden die Bindungselektronen freigesetzt. Das heißt, es werden Elektronen-Loch-Paare erzeugt, die durch das elektrische Feld zwischen n- und p-Schicht voneinander getrennt werden. Die Elektronen sammeln sich in der negativ-leitfähigen, die „Löcher“ in der positiv- leitfähigen Schicht. An den Anschlusskontakten einer Solarzelle entsteht so ein Mangel oder ein Überschuss an Elektronen, wodurch eine elektrische Gleichspannung entsteht. Die Solarzelle stellt damit ein elektrisches Mini-Kraftwerk dar.

Aufbau und Funktionsweise einer Solarzelle

Schaubild: Aufbau und Funktion einer Solarzelle

Heute bestehen Solarzellen meist aus Silizium, dem mit rund 26 Prozent zweithäufigsten Element der Erdrinde. Silizium-Zellen werden aus monokristallinem, aber auch multikristallinem und dünnschichtigem Silizium hergestellt.

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