Was wandelt eine Solarzelle in Strom um?
Ich habe eine Menge gegoogelt und jedes mal stand nur da:
„Sonnenlicht wird zu Strom umgewandelt.“
Was aber genau wird umgewandelt?
UV?
Wärme ist es nich das weiß ich, dafür sind solarthermische Kraftwerke da.
Ich hoffe meine Frage ergibt Sinn.
7 Antworten
Die Klassische PV-Zelle aus Silizium kann im Kern das sichtbare Licht nutzen. Die einfallen Photonen (deren Energie) wird dann zur Ladungstrennung genutzt.
IR-Strahlung kann durch Hochkonvertierung genutzt werden, dazu kann man hinter die eigentlichen PV-Schichten eine Folie packen, die mit Yttriumverbindungen aus IR-Strahlung/Wärme sichtbares Licht erzeugt (Jetzt keine Freudensrpünge, das gelingt natürlich nur mit einem Bruchteil der darin enthaltenen Energie). Bei UV kann man das ähnlich machen, kennt man von jeder Leuchtstofflampe, die im Kern UV erzeugt und dann mit geeigneten Stoffen in den sichtbaren Bereich verschiebt.
In wieweit entsprechende Techniken in welcher Güte in der Breite des Massenmarktes angekommen sind, vermag ich nicht zu sagen.
Der eigentliche Effekt, wie die Photonen zur Ladungstrennung beitragen ist nicht so ganz einfach zu erklären, insbesondere wenn man es mit allen Implikationen verstehen will.
https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt#Innerer_photoelektrischer_Effekt
Und dann folgend der phtotovoltaische Effekt und eben auch die Ausführungen zum Bändermodell etc. .
Mal ganz stark vereinfacht treiben die Photonen einer Lichtquelle im speziell behandelten Silizium die positiv-beweglichen Elektronen von der einen Schicht oben nach unten in die untere schicht, womit zwischen oben uf Einstrahlungsseite und unten ein Ungleichgewicht zwischen den Ladungen im Substrat entsteht.
Über einen externen Leiter wollen dann die unten überschüssigen Elektronen zum Ausgleich wieder in die obere Schicht des Halbleiter-Substrates.
Soweit mal ganz stark vereinfcht.
Ich empfehle als Grundlage das hier:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt
- https://de.wikipedia.org/wiki/Photovoltaik#Geschichte_der_Photovoltaik
Man braucht ein wenig chemisch-physikalisches Grundwissen, um den Effekt zu verstehen.
Sonnenlicht ist elektromagnetische Strahlung. Diese Strahlung reagiert mit dem Material in den Photovoltaikzellen und sorgt dort für einen Elektronenfluss. Wenn man genug Zellen hintereinanderschaltet, lässt sich der Strom nutzen.
Es wird die Energie des Lichtes gewandelt, im Spektralbereich von 400-700 Nm. Das ist weitgehend im sichtbaren Bereich des Sonnenlichtes.
LICHT. Das sind Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums zwischen ~400 und 700 Nanometern. Licht hat Energie.