Wissenwertes über Photovoltaik

Wer entdeckte die Photovoltaik?

Wer entdeckte die Photovoltaik?

1839 entdeckte der frz. Wissenschaftler Alexandre E. Becquerel den photoelektrischen Effekt:
Als er ein Plättchen aus dem Element Selen ins helle Sonnenlicht hielt, konnte er eine Spannung messen. Ursache dafür ist die Tatsache, dass die Photonen des Sonnenlichts die Elektronen in bestimmten Stoffen so sehr mit Energie –vollpumpen- dass diese sich vom Atom lösen, an das sie normalerweise gebunden sind.
Sie bewegen sich sodann frei im Kristallgitter des Stoffes. Freie Elektronen sind das, was man als Elektrizität bezeichnet. Es geht nun darum, die Elektronen in die richtige Richtung zu lenken, damit sie sinnvoll genutzt werden können. Genau das geschieht in Solarzellen.

In der Regel bestehen Solarzellen heute aus dem Stoff Silizium, dem häufigsten Element der Erdkruste. In einer Solarzelle müssen die freien Elektronen zu den Kontakten wandern.
Dazu impft man Vorder- und Rückseite der Solarzelle mit einer sehr kleinen Anzahl bestimmter Atome. Auf die eine Seite kommen Phosphor-, auf die andere Seite Boratome. Während beim Siliziumatom vier Elektronen auf der äußersten Bahn um den Kern sausen, sind es beim Bor nur drei Elektronen, beim Phosphor aber fünf.
Auf diese Weise entsteht auf der Phosphor-Seite der Solarzelle ein Überschuss an Elektronen gegen über Siliziumatomen, auf der Bor Seite ein Mangel.
Nachdem die Phosphor- und Boratome eingeimpft worden sind, wird auf der Vorder- und Rückseite noch ein Kontakt aufgebracht. Auf der dem Licht zugewandten Seite besteht der Kontakt aus einem Gitter, damit möglichst viel Sonnenlicht in die Solarzelle eindringen kann. Wenn die Photonen des Lichts im Silizium Elektronen freigesetzt haben, werden diese zu der Bor geimpften Seite gezogen und gelangen so zu einem der beiden Kontakte. Wird zwischen den Kontaken ein Verbraucher angeschlossen, fließt ein elektrischer Strom.

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Abbildung: Waferherstellungsprozeß -

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