Was ist der Grund dafür, weswegen Solarzellen aus monokristallinem Silizium im Gegensatz zu solchen aus polykristallinem oder amorphen höhere Wirkungsgrade erzielen?
Was ist der Grund dafür, weswegen Solarzellen aus
monokristallinem Silizium im Gegensatz zu solchen aus
polykristallinem oder amorphen höhere Wirkungsgrade erzielen?
Der Hauptunterschied zwischen mono- und multi- oder polykristallinem Silizium sind die Korngrenzen. Im einkristallinen Material gibt es diese nicht, im mehrkrstallinen abhängig von der Korngröße allerdings schon. Das Licht erzeugt im Silizium Elektronen und Löcher (Defektelektronen), die am pn-Übergang getrennt werden und dann zu den beiden unterschiedlichen Kontakten wandern (und so die elektrische Energie der Solarzelle liefern). Die Korngrenzen stellen Hindernisse für diesen Stromtransport dar, so dass hier viele der generierten Elektronen und Löcher wieder rekombinieren (verschwinden). Die Energie des Lichts, das sie erzeugt hat geht dabei in Wärme über (also für die elektrische Nutzung verloren).
Amorphe Siliziumzellen haben noch viel mehr Defekte und funktionieren daher auch etwas anders als die kristallinen. Hier können nur die in unmittelbarer Nähe zum pn-Übergang erzeugten Ladungsträger genutzt werden. Daher haben amorphe Zellen einen geringeren Wirkungsgrad obwohl sie das Licht stärker absorbieren.