Photovoltaikanlagen (Funktionsweise und Technik) / 1.2 Aufbau von PV-Modulen

Damit das photovoltaische Prinzip funktioniert, braucht es einen festen Verbundstoff – bei einer PV-Anlage sind das die Halbleiterschichten aus Silizium – und eine Photonenquelle, also Sonnenlicht. Trifft das Sonnenlicht auf den Festkörper, geben die Photonen ihre Energie an ihn ab. Das bringt die Elektronen im Festkörper in Bewegung, sodass elektrische Spannung entsteht.

Für PV-Module gibt es im Wesentlichen zwei Herstellungstechniken:

1. Module aus vielen siliziumbasierten scheibenförmigen, meist quadratischen Solarzellen. Sie sind zwischen zwei Glasplatten oder einer Glasplatte und einer Rückseitenfolie mittels Einbettungsmaterial verkapselt. Dieser Glas-Zellen-Folienverbund wird in einem thermischen Verfahren laminiert und mit einem Aluminiumrahmen umgeben. Die Solarzellen werden durch diesen Aufbau vor Umwelteinflüssen geschützt (siehe Abb. 2).

   Abb. 2: Solarmodul; Quelle: Aroundhome/Janina Collet

2. Dünnschichtmodule aus einem beschichteten Trägermaterial (meist Glas, seltener Folie), das mit einer dünnen Schicht bedampft oder besprüht wird. Dünnschicht-Solarzellen sind flexibel und etwa 100-mal dünner als kristalline Solarzellen aus Siliziumwafern. Als Halbleiter werden amorphes Silizium (a-Si), Cadmium-Tellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) verwendet.

Nachdem anfänglich vor allem in Großanlagen Dünnschichtmodule verwendet wurden, haben sich mittlerweile beim festen Einbau auf dem Hausdach oder bei der fest montierten PV-Anlage auf dem freien Feld die Siliziumscheiben auf dem Markt durchgesetzt. Im mobilen Bereich (zum Beispiel auf Fahrzeugen und Wohnmobilen) und an Hausfassaden kommen verstärkt Dünnschichtmodule zum Einsatz.

Silizium

Silizium kommt in der Natur nicht elementar, sondern in natürlichen Verbindungen vor. Um es ...