Was ist Photovoltaik?
Bei der Photovoltaik wird in Solarzellen eingefangenes Licht ohne weiteren Zwischenschritt in elektrischen Strom umgewandelt. Die gewonnene Energie wird ins vorhandene Netz eingespeist oder in Batterien gespeichert.
Material
Wenn auch inzwischen die Entwicklung in eine andere Richtung geht, sind nach wie vor die meisten Solarzellen aus Silizium und anderen Halbleitern aufgebaut. Obwohl in Zukunft mit der Verknappung bestimmter für die Herstellung erforderlicher Rohstoffe zu rechnen ist, werden Solarzellen auf Basis von Silizium-Halbleitern auch in absehbarer Zeit weiter produziert werden.
Wirkungsweise von Halbleiter-Solarzellen
Das sichtbare Licht ist Teil des elektromagnetischen Spektrums. Licht ist also im Grunde nichts anderes als Radiowellen. Nur mit höherer Frequenz, und bei Wellenlängen im Bereich der ultravioletten bis infraroten Strahlung. Andererseits besteht diese elektromagnetische Strahlung aus Teilchen, den sogenannten Photonen. Diese Photonen erzeugen beim Einfall in die Solarzelle in einem dünnen, parallel zur Oberfläche liegenden Bereich, freie positive und negative Ladungsträger, die an der Vorder- und Rückseite als Spannung abgegriffen werden können. Die Spannung der Solarzellen liegt bei den meisten Zellentypen bei etwa 0,5 Volt.
Eine Schwierigkeit bei der Produktion von Solarzellen ist es, die Reflexionen der Oberfläche so gering wie möglich zu halten. Dies erreicht man unter anderem durch eine spezielle Beschichtung. Auch die Dicke der Solarzelle ist für die Stromausbeute von Belang.
Organische Solarzellen
Solarzellen bestanden bisher aus reinen Halbleitermaterialien. Selen, Gallium-Arsenid oder Silizium in kristalliner oder nicht-kristalliner Form oder Verbindungen davon werden am häufigsten verwendet. Inzwischen ist die Forschung aber bereits ein Stück weiter und erreicht mit der Verwendung organischer Stoffe erstaunliche Ergebnisse.
Organische Solarzellen bergen anscheinend ein riesiges Entwicklungspotential, das mit einigen Vorteilen gegenüber den herkömmlichen Solarzellen lockt: Günstige Herstellungskosten, hohe Stromausbeute und Umweltverträglichkeit sind nur einige davon.
Ein entscheidender Vorzug der organischen Solarzelle liegt in der Verfügbarkeit der für die Herstellung erforderlichen Rohstoffe. Da Organische Solarzellen aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen bestehen, sind auch für die Zukunft keine Versorgungsengpässe bei den verwendeten Materialien zu erwarten.