5 Optoelektronische Bauelemente und Sensoren
5.5 Solarzellen

Eine Solarzelle ist ein photovoltaisches Gerät, das die einfallende Strahlung in elektrische Energie umwandelt.

Halbleiterbasierte Solarzellen können p-n-, Hetero- oder Multiübergänge besitzen.

Die wichtigsten Halbleiter, die bei der Herstellung von Solarzellen angewandt werden, sind Si und GaAs.

Die Effizienz von Solarzellen wird von der Beziehung zwischen der elektrischen Höchstleistung und der gesamten einfallenden Leistung des Lichts gegeben.

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Dabei sind Vm und Im Koordinaten des Höchstleistungspunkts (MPP, engl. Maximum Power Point) am Ausgang des Bauteiles, G Bestrahlung (W/m2) und A aktive Oberfläche des Bauteiles.

Die Solarzellen auf der Basis des kristallinischen Siliziums haben eine Effizienz von bis 25 % und die Solarzellen mit Multiübergängen, die mit einem „konzentrierten“ Licht arbeiten, können die Effizienz von 43,5 % erzielen.

Die Effizienz von Solarzellen sowie Hauptparameter dieser Geräte werden von Herstellern als STC (standardmäßige Arbeitsbedingungen, standard conditions of work) angeführt: Spektrum AM1.5, G = 1000 W/m2 und T = 25 ºC.

Um photovoltaische Module zu schaffen, werden Solarzellen in Serien verbunden. Ein photovoltaisches Modul beinhaltet eine oder mehr parallele Verbindungen.