Die Kunst der Herstellung von Solarmodulen: Ein Blick auf kristalline Solarzellen
Kristalline Solarzellen: Monokristallin und Polykristallin
Die Kunst der Herstellung von Solarmodulen-Siliziumbasierte Solarzellen sind der Eckpfeiler der modernen Solarindustrie. Sie sind in zwei Haupttypen unterteilt: monokristalline und polykristalline Zellen. Diese beiden Arten unterscheiden sich nicht nur im Herstellungsprozess, sondern auch in ihrer Optik und Performance.
Monokristalline Zellen: Hochwertige Energieerzeuger
Die Herstellung von monokristallinen Zellen beginnt mit Siliziumabfällen, die geschmolzen und zu einem einzelnen Kristall extrahiert werden. Bei Temperaturen von rund 1.400 Grad Celsius wird ein Einkristall mit einem Durchmesser von etwa 15 Zentimetern erzeugt. Dieser Kristall wird dann in dünne, 0,2 bis 0,4 mm starke Wafer geschnitten.
Durch das Schneiden können verschiedene Formen entstehen: Quadrate mit einer Kantenlänge von 10, 12,5 oder 15 cm, Quadrate mit abgeschrägten Ecken, runde oder rechteckige Zellen und sogar Halbzellen. Die einheitliche Farbe der monokristallinen Zellen ist ein weiteres signifikantes Merkmal, das sie von ihren polykristallinen Pendants unterscheidet.
Polykristalline Zellen: Ein Mosaik aus Kristallen
Anders als bei der Herstellung monokristalliner Zellen wird das geschmolzene Siliziummaterial für polykristalline Zellen in Formen gegossen, um einen rechteckigen Kristallblock zu bilden. Während des Abkühlprozesses entstehen verschiedene "Kristallite" mit unterschiedlichen Durchmessern. Dies führt zu einem etwas unregelmäßigen Erscheinungsbild, obwohl der Farbton im Allgemeinen gleich bleibt.
Lichtleiterbahnen und Antireflexionsschichten: Steigern der Energieeffizienz
Unabhängig von der Art der Zelle wird ein Gitter aus Leiterbahnen auf der Vorderseite jeder Solarzelle angebracht. Darüber hinaus verfügen sie über eine dünne Antireflexionsschicht, die nur wenige hundert Nanometer dick ist. Diese speziell konstruierte Schicht reduziert die Lichtreflexion und erhöht damit die Energieausbeute.
Die Antireflexionsschicht ist so gestaltet, dass Photonen aus dem roten Spektrum des Sonnenlichts effektiver eindringen können. Die verbleibende Reflexion von blauem Licht gibt Standard-Solarzellen ihren charakteristischen dunkelblauen bis schwarzen Farbton.
Farbvielfalt: Ästhetik und Effizienz im Balanceakt
Abweichend von der Standardfarbe können andere Zellfarben wie Hellblau, Cyan, Gold, Magenta, Violett, Türkis, Grau oder Rostbraun durch Anpassung der Dicke der Antireflexionsschicht erzeugt werden. Allerdings ist diese Änderung nicht ohne Kompromisse, da eine Änderung der Farbe zu Lasten der Lichtausbeute geht. Dies ist ein wichtiger Aspekt, den Solarzellenhersteller sorgfältig abwägen müssen, um einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Ästhetik und Effizienz zu finden.
Die Kunst der Herstellung von Solarmodulen Schlussbemerkungen
In der rasant wachsenden Solarindustrie sind sowohl monokristalline als auch polykristalline Solarzellen entscheidend für die Fortschritte in der Solartechnologie. Ihre unterschiedlichen Herstellungsverfahren und Eigenschaften bieten sowohl Herausforderungen als auch Möglichkeiten für fortlaufende Innovationen und Verbesserungen. Wie sich die Technologien weiterentwickeln, wird entscheidend sein, um die Effizienz zu erhöhen und die Kosten für Solarenergie weiter zu senken.
