Warning: stripos() expects parameter 1 to be string, array given in /www/htdocs/w0103097/wp-includes/formatting.php on line 3391
Photovoltaik | Kelm-Solar GmbH & Co. KG

Unter Photovoltaik versteht man die Umwandlung von solarer Strahlungsenergie (Sonnenlicht) in elektrische Energie. Der Wandlungsprozess begründet sich auf den photoelektrischen Effekt und wird durch Solarzellen bewirkt. Solarzellen bestehen in der Regel aus Halbleitermaterialien, in der Breite wird diesbezüglich bevorzugt Silizium (Si) verwendet. Jedoch finden auch andere Materialverbindungen hier Anwendung, z.B. Kupfer- Indium- Selen (CIS), amorphes Silizium (aSi) oder Cadmium- Tellurit (CdTe).

Modultechnologien

Aus einer Reihenschaltung von Solarzellen entstehen im Herstellungsprozess Photovoltaikmodule. Die eingebetteten Trägerschichten der Halbleitermaterialien werden laminiert und unter speziell perforiertem Solarglas eingefasst. Anschließend werden die Glaslaminate, unter Verwendung von witterungsbeständigen Industrieklebern, mit Aluminiumprofilen gerahmt.

Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Siliziummodule auch Dickschicht- oder Kristalline- Module genannt, während amorphe Silizium-, Kupfer-Indium-Selen- und Cadmium- Tellurit- Module der Dünnschichttechnologie zugeordnet werden.

Dünnschichtmodule
Abbildung 1: Dünnschicht- Modulvarianten

Kristalline Module haben, im Gegensatz zu Dünnschichtmodulen, bessere Flächennutzungs- und Modulwirkungsgrade aufzuweisen. Der wesentliche Vorteil der Dünnschichttechnologien liegt wiederum im Schwachlicht- und Abschattungsverhalten.

Während Siliziumzellen (Wafer) direkt aus veredeltem Rohmaterial gefertigt werden, wird bei der Herstellung von Dünnschichtmodulen die Trägerschicht im μm- Bereich aufgedampft.

Im Bereich der Siliziummodule unterscheidet man zusätzlich zwischen Mono-, Poly- und Hybridkristallinen Technologien. Die wesentlichen Unterschiede liegen in der Verarbeitung und Aufbereitung des Silizium- Rohmaterials.

Monokristalline Zellen werden durch unterschiedliche Kristallzuchtverfahren hergestellt und in Form von kreisrunden Säulen gezogen (monokristalline Ingots). Aus diesen Säulen werden Scheiben geschnitten. Das fertige Siliziumwafer entsteht dann durch Ausschnitt der größtmöglichen abgerundeten quadratischen Fläche. Daher sind für monokristalline Photovoltaikmodule die in den Zwischenräumen entstehenden Karos charakteristisch. Durch das Zugverfahren behält die Zelle eine gleichbleibende kristalline Struktur, daher monokristallin.

Monokristalline Module

Abbildung 2: Herstellungsschritte monokristalliner Module

Polykristalline Zellen entstehen dadurch, dass das gezüchtete Rohmaterial temperiert wird und anschließend in quaderförmige Blöcke gegossen wird (polykristalline Ingots). Anschließend werden die Blöcke in quadratische Scheiben geschnitten. Durch das Gussverfahren erhält das Rohmaterial eine unterschiedlich ausgerichtete ungleichförmige Struktur, daher polykristallin.

Polykristalline Module
Abbildung 3: Herstellungsschritte polykristalliner Module

Monokristalline Zellen weisen im Gegensatz zu polykristallinen Zellen einen etwas besseren Zellwirkungsgrad auf, wohingegen polykristalline Zellen ein besseres Temperaturverhalten aufweisen. Vereint man die Vorzüge beider Technologien im Herstellungsverfahren erhält man eine Hybridzelle. Durch spezielle Zug-, Temperier- und Abkühlverfahren erhält man eine gleichbleibende monokristalline Struktur mit polykristallinen Ausläufern, welche die Vorzüge von Wirkungsgrad und Temperaturverhalten der vorgenannten Zellvarianten vereint.