Kernstück einer Photovoltaikanlage sind die Photovoltaik-Module, von denen üblicherweise mehrere vorhanden sind. Jeder des Solarmodule besteht wiederum aus einer großen Anzahl von in Reihe geschalteten Solarzellen.
Wichtigster Bestandteil: Solarzellen
Die Solarzellen selbst können aus recht unterschiedlichen Materialien bestehen. Man sollte dies also bei einem Vergleich von Photovoltaik Hersteller beachten.
Derzeit werden die Zellen von PV-Modulen meistens aus verschiedenen Halbleitermaterialien hergestellt. Die Besonderheit dieser Stoffe ist, dass sie erst ab einer bestimmten Temperatur elektrisch leitfähig werden. Silizium, das auch in der Computerchipherstellung verwendet wird, ist dabei besonders verbreitet. Seine Vorteile liegen darin, dass es in sehr großen Mengen verfügbar und gleichzeitig umweltverträglich ist. Die Zukunft soll jedoch in polymeren Solarzellen liegen.
Für die Erzeugung von Solarstrom ist der photovoltaische Effekt zuständig.
Durch die Kombination verschiedener Schichten mit unterschiedlicher elektrischer Ladung entsteht bei Sonneneinstrahlung ein elektrisches Feld zwischen diesen Schichten, am so genannten p-n-Übergang. Auf die daraus resultierende Spannung greift man mit Hilfe von Metallkontakten zurück, und in einem geschlossenen Stromkreis fließt dann Gleichstrom.
Der Zellwirkungsgrad ist abhängig vom verwendeten Material und nach oben begrenzt. Je höhere Wirkungsgrade erzielt werden können, desto niedriger werden auf Dauer die Kosten für PV-Module.
Leider kann nicht das gesamte einfallende Licht für die Erzeugung von Solarstrom genutzt werden. Auch Verunreinigungen im Material können den Wirkungsgrad deutlich verringern. Monokristalline Siliziumzellen weisen die höchste Reinheit im Material auf, gefolgt von polykristallinen Zellen. Amorphe Zellen sind in der Herstellung günstiger, besitzen aber einen niedrigeren Wirkungsgrad.
Reflexionsverluste sollen unter anderem durch eine transparente Antireflexschicht auf der Oberfläche der Solarzelle verhindert werden, die gleichzeitig die empfindlichen Zellen schützt.
Wie sind Photovoltaik Module zur Erzeugung von Solarstrom aufgebaut?
Erst dadurch, dass viele Solarzellen in einem Photovoltaik Modul miteinander verbunden werden. Eine höhere elektrische Spannung kann durch eine Serienschaltung der Zellen erzielt werden. Werden sie hingegen parallel geschaltet, entsteht eine größere Strommenge.
Photovoltaik Module betten die Solarzellen in eine transparente Trägerschicht aus Ethylen-Vinyl-Acetat ein. Die Oberfläche der Photovoltaik Module besteht aus Glas, der Rahmen aus Metallen wie Edelstahl oder Aluminium.