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Photovoltaik

Welche Siliziumarten unterscheidet man bei Solarzellen?

Es werden im wesentlichen drei Gruppen unterschieden:

Monokristallin: Ist die prinzipiell hochwertigste und effektivste Form, welche meist an ihrer gleichmäßigen, dunkelblau-schwarzen Färbung zu erkennen ist. Bei ihrer Produktion wird eine ungeordnete Silizium-Kristallschmelze in einem zusätzlichen Verarbeitungsschritt in ein exakt ausgerichtetes, einheitliches Gitter umstrukturiert: Es wächst ein einziger, großer Kristall in Blockform. Dieser Einkristall, der in seinem Inneren keinerlei elektrische Störstellen aufweist, wird anschließend in hauchdünne Scheiben zersägt und weiter veredelt.

Polykristallin: Die polykristalline Zelle ähnelt der monokristallinen sehr: Beim Erstarren einer Siliziumschmelze wächst ein Block mit einem ungeordneten und mehr oder weniger kleingliedrigen Gefüge aus einer Vielzahl von Einzelkristallen. Auf den zusätzlichen Arbeitsschritt, ein einheitlich aufgebautes Kristallgitter zu erzeugen, wird verzichtet.
Der Unterschied zwischen poly- und monokristallinen Zellen sind heutzutage in der Praxis jedoch kaum noch spürbar. Bis die Rohzelle (Wafer) zu einer stromproduzierenden Zelle wird, bedarf es vieler weiterer Veredelungsschritte, denn das Ausgangsmaterial ist quasi nur hochreiner, geschmolzener und wieder erstarrter Sand. Erfahrene Qualitätshersteller können durch eine hohe Verarbeitungspräzision und das Know-How der Veredelung viel mehr Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und Langzeitstabilität einer Zelle nehmen, als es die Kristallordnung des Ausgangsmaterials vorgeben könnte.

Amorph/Dünnschicht: Das amorphe Silizium verursacht deutlich geringere Herstellungskosten, da hier lediglich ein hauchdünner Film von Siliziumatomen auf einem Trägermaterial abgeschieden wird und keine Kristallstrukturen entstehen. Dadurch ist der Materialeinsatz bei solch einer Dünnschichtzelle sehr gering. Gleichzeitig entfällt das aufwändige Zersägen und Nachbearbeiten eines gewachsenen Kristallblockes. Die Nachteile sind ein schlechter Wirkungsgrad und ein uneindeutiges Langzeitstabilitätsverhalten.

Daneben gibt es noch ein buntes Spektrum an Misch- und Unterformen, wie z.B. monokristalline Zellen mit amorphen Deckschichten oder gezogene Zellen.

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