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Moderne optimierte Solarzellen

Moderne optimierte Solarzellen Moderne optimierte Solarzellen

Einer Optimierung des Wirkungsgrades von Solarzellen sind natürliche Grenzen durch Verlustmechanismen wie z.B. Wärmeverlust gesetzt. 

Um den Wirkungsgrad verbessern und damit den Wärmeverlust der Solarzellen entgegenzuwirken, arbeiten Wissenschaftler kontinuierlich daran, jene natürlichen Verluste zu minimieren und gleichzeitig die Kosten für Solarzellen zu minimieren, denn sonst würden sich möglicherweise die Investitionen sowie der Einsatz von Solarzellen zur Erzeugung von umweltfreundlicher Energie nicht lohnen.

Moderne optimierte Solarzellen

Neue Halbleitermaterialien für Solarzellen Neue Halbleitermaterialien für Solarzellen

Neben der Verwendung neuer Halbleitermaterialen wie Galliumarsenid ( GaAs ), Cadmiumtellurid ( CdTe ) oder Kupfer-Indium-Diselenid ( CuInSe2 ) werden optimierte Hochleistungs-Solarzellen mit Oberflächenstrukturen entwickelt. Diese können die Reflexionsverluste vermindern ( Pyramidenstruktur ).

Eigenschaften von Solarzellen - Tandemzellen Eigenschaften von Solarzellen - Tandemzellen

Ferner haben Sie die Eigenschaft, ein breiteres Strahlungsspektrum des Sonnenlichts zu nutzen. Hierbei handelt es sich um sogenannte Tandem- oder Stapelzellen, bei denen unterschiedliche Halbleitermaterialien, die verschiedene Spektralbereiche nutzen, übereinander angeordnet sind.

Wirkungsgrad und Lichtintensität Wirkungsgrad und Lichtintensität

Die neuartigen Solarzellen erhöhnen weiterhin die auf die Solarzelle einwirkende Lichtintensität. Es handelt sich also um Konzentratorzellen, bei denen Spiegel- und Linsensysteme verwendet werden, die sich jeweils direkt zur Sonneinstrahlung ausrichten oder sogenannte Grätzel-Zelle, eine elektrochemische Flüssigkeitszelle mit Titandioxid als Elektrolyten und einem Farbstoff zur Verbesserung der Lichtabsorption.

Bei modernen MIS-Inversionsschicht-Zellen wird das innere elektrische Feld nicht durch einen p-n-Übergang, sondern vielmehr durch den Übergang einer dünnen Oxidschicht zu einem Halbleiter erzeugt.

 


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