Die großen schwarzen Solarpaneele, die Sie auf Häusern und Unternehmen sehen, bestehen aus einer Reihe von Solarzellen (oder photovoltaischen Zellen) aus Silizium-Halbleitern, die das Sonnenlicht absorbieren und einen elektrischen Strom erzeugen. Diese einzelnen Zellen sind miteinander verbunden und bilden ein Solarmodul. Silizium-Solarzellen wandeln das Sonnenlicht durch den photovoltaischen Effekt in Strom um. Die Siliziumzellen, die in einer matrixartigen Struktur zwischen den Glasplatten zusammengelötet sind, interagieren mit der dünnen Glasscheibe und erzeugen eine elektrische Ladung.
Die Glasscheibe ist in der Regel 6-7 Millimeter dick und spielt trotz ihrer geringen Dicke eine große Rolle beim Schutz der Silizium-Solarzellen im Inneren. Die Silizium-Solarzellen werden über Busdrähte parallel geschaltet. Die Busdrähte sind mit einer dünnen Lotschicht überzogen, um das Löten zu erleichtern, und sie sind dick genug, um elektrische Ströme zu leiten. An der Unterseite der Solarzellen wird zum Schutz eine Rückwand angebracht, die in der Regel aus einem sehr widerstandsfähigen Kunststoffmaterial besteht.
Als nächstes wird eine dünne Glasscheibe auf den Solarzellen angebracht, um die Sonneneinstrahlung in die Solarzellen zu filtern. Diese Teile werden durch einen Klebstoff namens Ethylenvinylacetat (EVA) zusammengehalten. Alle diese Komponenten werden von einem Metallrahmen eingefasst, der an den Befestigungsklammern auf Ihrem Dach einrastet. Alles beginnt mit dem Rohmaterial, in unserem Fall Sand.
Die meisten Solarmodule werden aus Silizium hergestellt, dem Hauptbestandteil von natürlichem Strandsand. Das Herzstück eines Solarmoduls sind die einzelnen Photovoltaik (PV)-Zellen, die miteinander verbunden sind, um Strom zu erzeugen. Etwa 95 % der heute hergestellten PV-Zellen bestehen aus Siliziumwafern, den dünnen Siliziumscheiben, die als Halbleiter in der gesamten Elektronik verwendet werden. Im Allgemeinen bestehen alle Solarmodule aus Solarzellen mit einer Glasschicht auf der Vorderseite und einer schützenden Rückseitenfolie auf der Rückseite.
Die Rückseitenfolie, die in der Regel aus einer Art Polymer besteht, haftet auf der Rückseite der Module und dient der elektrischen Isolierung. Am häufigsten werden weiße Rückseitenfolien verwendet, aber auch immer mehr schwarze Rückseitenfolien kommen bei Modulen mit hohem Wirkungsgrad zum Einsatz, die eine gewisse Ästhetik vermitteln sollen. Solarzellen werden auch als photovoltaische Zellen (PV) bezeichnet, die Strom direkt aus Sonnenlicht erzeugen. Sie unterscheiden sich von den thermischen Solarzellen (PVT), die für die Warmwasserbereitung im Haus eingesetzt werden.
Die Photovoltaikzellen sind elektrisch miteinander verbunden und in einem großen Rahmen, dem so genannten Solarmodul, angeordnet. Die eigentlichen Solarzellen bestehen aus Silizium-Halbleitern, die das Sonnenlicht absorbieren und dann in Strom umwandeln. Der Hauptbestandteil eines jeden Solarmoduls ist eine Solarzelle. Für ein einzelnes Solarmodul werden mehrere Solarzellen verwendet.
Diese Zellen sind der Teil des Geräts, der das Sonnenlicht in Strom umwandelt. Die meisten Solarmodule werden aus kristallinen Silizium-Solarzellen hergestellt. Diese Zellen bestehen aus Schichten von Silizium, Phosphor und Bor (es gibt jedoch mehrere verschiedene Arten von Solarzellen). Diese Zellen werden nach ihrer Herstellung in einem Gittermuster angeordnet.
Die Anzahl der verwendeten Zellen hängt weitgehend von der Größe des zu erstellenden Paneels ab, da es viele verschiedene Größenoptionen gibt. Solarmodule werden in der Regel mit einer Glasschicht und einer Antireflexionsbeschichtung abgedeckt, um die empfindlichen Silizium-Solarzellen zu schützen und gleichzeitig das Licht durchzulassen. Obwohl das Herstellungsverfahren für Dünnschicht-Paneele sie billiger und einfacher zu installieren macht, werden sie nicht für Haussolaranlagen verwendet, da sie nicht so haltbar oder effizient sind. Da so viele Solarmodule benötigt werden, um die weltweit steigende Nachfrage nach neuen Solaranlagen zu befriedigen, ist der Herstellungsprozess inzwischen sehr rationalisiert und standardisiert.
Das unabhängige Renewable Energy Test Center prüft die Qualität von Solarmodulen verschiedener Hersteller und gibt jährlich einen PV Module Index Report heraus. Für etwa 95 % aller heute auf dem Markt befindlichen Solarmodule wird Silizium als Halbleiter verwendet, während die übrigen 5 % experimentelle und in der Entwicklung befindliche Technologien wie organische Photovoltaikzellen nutzen. Wenn Sie ein Heimwerker sind und sich für die Materialien von Solarmodulen interessieren, könnten Sie sich sogar eine hypothetische Zutatenliste wünschen, um ein solches Modul selbst herzustellen. Genauso wie eine ganze Lichterkette, die in Reihe geschaltet ist, ausfallen kann, wenn eine der Glühbirnen ausfällt, wird ein Wechselrichter von der Leistung des schwächsten Solarmoduls in der Reihe beeinflusst.
Wir raten davon ab, Solarmodule selbst herzustellen, auch wenn es einfach erscheint, ein Modul mit den richtigen Materialien zu konfigurieren. Es ist wichtig, die Qualität der Solarmodule zu prüfen, um sicherzustellen, dass sie Strom erzeugen und ihre gesamte Lebensdauer überdauern können. Sobald die Solarmodule gebaut sind, werden sie strengen Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie intensiven Wetterbedingungen, Hitze und normaler Abnutzung standhalten können. Schließlich bestehen Solarmodule aus mehreren Solarzellen, die alle das Sonnenlicht absorbieren und in Strom umwandeln.
Die Materialien, die zur Herstellung der Zellen für Solarmodule verwendet werden, sind nur ein Teil des Solarmoduls selbst. Solarmodule bestehen aus mono- oder polykristallinen Silizium-Solarzellen, die zusammengelötet und unter einer Antireflexionsglasabdeckung versiegelt werden. Die Anschlussdose schützt die Verkabelung eines Solarmoduls vor Beschädigungen, um den Stromfluss vom Modul zum Wechselrichter aufrechtzuerhalten und eine Umkehrung der Stromrichtung zu verhindern. Ein Solarmodul sieht auf den ersten Blick aus wie ein einzelner umfassender Block, doch in Wirklichkeit bestehen Solarmodule aus einer Vielzahl chemischer Komponenten und Materialien, die alle für die effektive und effiziente Umwandlung von Sonnenlicht in nutzbaren Strom entscheidend sind.
Da Solarenergie für den privaten Gebrauch immer beliebter wird, haben Sie wahrscheinlich schon einige Nachbarn gehabt, die Solarmodule installiert haben, und denken vielleicht sogar darüber nach, ein System für Ihr eigenes Haus zu kaufen.
Literatur:
- How are Solar Panels Made? | GreenMatch
- What Are Solar Panels Made Of? Panel Materials Explained | EnergySage
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Photovoltaikanlagen Meister für die Planung, Errichtung und Betrieb von Solaranlagen. Geht gerne wandern in der Natur und interessiert sich für Erneuerbare Energien.