Was Ist Eine Photovoltaikzelle?

7. August 2023

Es ist keine Überraschung, dass Solarenergie eine Schlüsselrolle im Bereich der alternativen Energien spielt. Aber weniger Menschen wissen, dass das Herzstück aller Solarstromsysteme eine entscheidende Komponente ist – die Photovoltaikzelle (PV).

Wenn wir die Grundlagen der Solarenergie verstehen wollen, müssen wir zwei Fragen beantworten: Was ist eine Photovoltaikzelle und wie funktioniert sie?

In diesem Artikel untersuchen wir die Grundlagen von PV-Solarzellen, ihre Funktionsweise und ihre Bedeutung in der Solarindustrie.

(Siehe auch: Ein Leitfaden für Einsteiger zu Solarmodulen)

Was ist eine Photovoltaik-Solarzelle?

Was ist also eine Photovoltaik-Solarzelle?

Eine Photovoltaikzelle – auch Solarzelle, PV-Zelle, PV-Solarzelle oder Solar-PV-Zelle genannt – ist der Baustein von Solarmodulen. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Solarenergieerzeugung durch ein winziges Gerät, das Sonnenlicht durch einen Prozess namens Photovoltaikeffekt in Elektrizität umwandelt.

Hinweis: Das Wort „Photovoltaik“ kommt von den griechischen Wörtern „phos“, was „Licht“ bedeutet, und „Volt“, was Elektrizität bedeutet.

Wie funktioniert eine Photovoltaikzelle?

Zunächst einmal stellen Hersteller Solarzellen typischerweise aus einem Halbleitermaterial wie Silizium oder einer Dünnschicht her. Dieses Material verfügt über die einzigartige Fähigkeit, Lichtenergie in Elektrizität umzuwandeln.

Der grundlegende Betrieb einer PV-Zelle umfasst fünf Schritte.

Absorbiert Sonnenlicht. Wenn Sonnenlicht (bestehend aus winzigen Energiepaketen, sogenannten Photonen) auf die Oberfläche einer PV-Zelle trifft, absorbiert das Halbleitermaterial der Zelle die Photonen.
Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren. Die absorbierten Photonen übertragen ihre Energie auf Elektronen innerhalb des Halbleitermaterials (z. B. Silizium), wodurch diese sich von ihren Atomen lösen. Dadurch entstehen Elektron-Loch-Paare.
Ladungen trennen. Das elektrische Feld innerhalb der Solarzelle hilft dabei, die positiv geladenen Löcher und die negativ geladenen Elektronen zu trennen.
Inkassogebühr. Metallkontakte auf der oberen und unteren Solarzellenschicht sammeln die abgetrennte Ladung. Dadurch können Elektronen fließen und innerhalb der Zelle ein Gleichstrom (DC) erzeugt werden.
Elektrische Leistung erzeugen. Wie oben erläutert, erzeugen PV-Zellen Gleichstrom. Dieser Strom versorgt dann verschiedene Geräte mit Strom oder wird in einer Solarbatterie (z. B. SunPower SunVault oder Tesla Powerwall) gespeichert. Um den Strombedarf von Haushalten oder Unternehmen zu decken, werden mehrere PV-Zellen zu einem Solarpanel oder Solarmodul zusammengeschaltet.

(Verwandt: Was Sie vor der Installation von Solarmodulen wissen sollten)

Vorteile von Solar-PV-Zellen

Photovoltaikzellen bieten viele Vorteile im Bereich der alternativen Energien. Lassen Sie uns einige untersuchen, um herauszufinden, warum Solar-PV-Zellen so wichtig sind, wenn es um die Erzeugung nachhaltiger Energie durch Solarenergie geht.

Saubere Energie

Mit PV-Zellen erzeugter Solarstrom ist sauber, stößt keine Treibhausgase aus und ist nicht auf fossile Brennstoffe als Energiequelle angewiesen. Der Begriff „Solar“ ist sicherlich nicht ohne Grund Teil der Gleichung!

Solarenergie ist zweifellos eine der nachhaltigsten und umweltfreundlichsten Alternativen zu herkömmlichen Energiequellen.

Skalierbarkeit

Photovoltaikzellen sind hoch skalierbar. Ob ein so kleines Gerät wie ein Solarrechner oder ein so großes Gerät wie ein Agri-PV-Bauernhof Strom benötigt, sie können ihn decken.

Diese Vielseitigkeit macht Solarenergie für eine Vielzahl von Anwendungen zugänglich und anpassbar.

Leiser Betrieb

PV-Zellen arbeiten geräuschlos – sie verursachen keine Lärmbelästigung. Dadurch eignen sie sich nicht nur für Privathaushalte, sondern auch für Bereiche, in denen Lärm ein Problem darstellen könnte, wie zum Beispiel Wildparks und Seniorenwohnanlagen.

Niedrigere Energiekosten

Die Nutzung von durch PV-Zellen erzeugtem Solarstrom hat eindeutig Vorteile, wenn es um Ihren Geldbeutel geht.

Sie können Ihre Stromrechnung langfristig deutlich senken. Sobald Ihre Module vollständig installiert und betriebsbereit sind, erfordern sie nur minimale Wartung, selbst wenn sie jahrzehntelang Strom produzieren.

Notstromversorgung bei Ausfällen

In abgelegenen Gebieten und bei Stromausfällen liefern Solar-PV-Zellen zusammen mit Energiespeichersystemen zuverlässig Strom, wenn Sie ihn am meisten benötigen.

Wenn Sie sich also jemals in einer (energetischen) herausfordernden Situation befinden – sei es aufgrund von schlechtem Wetter wie einem Hurrikan, Frost oder einer Hitzewelle – können Sie sich auf Energieunabhängigkeit verlassen.

(Verwandt: Off-Grid vs. Hybrid Solar System: Eine Panne)

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Photovoltaikzellen stehen an der Spitze der Revolution der sauberen Energie. Warum? Sie enthalten die Technologie, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Dies wiederum ebnet den Weg für eine nachhaltige Stromerzeugung – und was noch wichtiger ist: Sie werden erhebliche Kosteneinsparungen bei Ihren Energierechnungen erzielen.

Da die Nachfrage nach alternativer Energie wächst, wird das Verständnis der Grundlagen von PV-Zellen immer wichtiger. Was ist eine Photovoltaik-Solarzelle? Was ist eine Photovoltaikzelle und wie funktioniert sie? Wenn Sie die Antworten kennen, können Sie Ihre Solarinvestition optimal nutzen.

Angesichts des technologischen Fortschritts und der zunehmenden Akzeptanz von Solarlösungen treiben uns Solar-PV-Zellen weiterhin in Richtung einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Energielandschaft voran.

Ausgewähltes Bild über Pixabay