Module
Produktionsverfahren
Photovoltaik (Solarstromtechnik) ist Halbleitertechnik. Das am häufigsten verwendete Material ist Silizium. Silizium ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste und kommt beispielsweise im Quarzsand vor. Ein Resourcenproblem stellt sich hier also nicht. Das Silizium muß allerdings in einem aufwändigen Verfahren gereinigt werden. Dazu gibt es verschiedene Verfahren, die einen mehr oder minder großen Reinheitsgrad bewirken. Dieser hat unmittelbare Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Solarzelle. Das optimale Verfahren ist der Silan-Prozeß, aber der kostspieligste. Die Problematik der Silizium-Reinigung zeigt bereits auf, daß schon in diesem Anfangsbereich des Produktionsvorganges Leistungsunterschiede bei den Solarzellen entstehen können. Im weiteren Verlauf gibt es eine Reihe weiterer Herstellungs-Unterschiede. Die Schlußfolgerung daraus ist, daß das teuerere Modul, wenn es qualitativ besser ist, eindeutig die bessere Wahl ist.
Um den Wirkungsgrad der Solarzellen zu steigern, kann aus dem polykristallinen Silizium monokristallines Material hergestellt werden.
Ebenfalls aus Silizium (aber auch aus anderen Materialien) können auch Module mit Dünnschichtzellen hergestellt werden. Sie sind wesentlich kostengünstiger, verfügen aber auch über einen deutlich geringeren Wirkungsgrad. Bei gleicher Leistung bedingt dies höheren Platzbedarf und höhere Montagekosten.
Aufbau
Module mit kristallinen Zellen
Die Solarzellen sind klimatischen Einflüssen unterworfen. Sie werden deshalb in mehreren Zellen gebündelt in einem geschützen Modul zusammen gefaßt. Dieses besteht von innen nach außen aus den
- PV-Zellen,
- diese werden in eine Ethylen-Vinyl-Acetat-Schicht eingebettet,
- darüber wird das Frontglas gelegt,
- zum Schutz vor Glasbruch wird das gesamte System in einen Alu-Rahmen eingeschlossen,
- zwischen Glas und Rahmen sichert eine Gummidichtung das Eindringen von Feuchtigkeit,
- schließlich werden die Anschlußdosen gesetzt.
Die Grafik zeigt den prinzipiellen Aufbau einer kristallinen Solarzelle (Hanser-Verlag).
Module mit amorphen Si-Zellen
Basis einer Solarzelle aus amorphem Silizium ist ein Träger, der in den meisten Fällen aus Glas besteht. Auf dieses Glas wird eine dünne Schicht von transparentem Zinnoxyd aufgesprüht. Die Schicht wird mit einem Laser in Streifen geschnitten, die später als Frontkontakte dienen. Darauf wird das Silizium in mehreren Schichten aufgedampft. Danach werden über Siebdruckverfahren die Rückseitenkontakte aus Aluminium aufgebracht. Schließlich werden die so aufbereiteten Zellen in eine Polymerschicht eingebettet.
Die Grafik zeigt den prinzipiellen Aufbau einer amorphen Si-Solarzelle (Hanser-Verlag).
