Photovoltaik Funktion – Strom aus Licht
Photovoltaik-Funktion der Solarzelle – zum Vergößern bitte anklicken
Die Photovoltaik Funktion einer Solarzelle oder photovoltaische Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das kurzwellige Strahlungsenergie (UV-Strahlung), in der Regel Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt. Die Anwendung der Solarzelle wird Photovoltaik genannt. Die physikalische Grundlage der Umwandlung ist der photovoltaische Effekt, der ein Sonderfall des inneren photoelektrischen Effekts ist.
Durch Reihenschaltung von einzelnen Solarzellen und abschließende Kapselung entstehen Solarmodule. Die Reihenschaltung ist bei Dünnschichtmodulen in den Prozess der Zellfertigung integriert, bei den am weitesten verbreiteten kristallinen Modulen durch Auflöten von Verbindern auf fertige Solarzellen realisiert.
Photovoltaischer Effekt
Der photovoltaische Effekt basiert ebenfalls auf dem inneren photoelektrischen Effekt. Ladungsträgerpaare, die in der Raumladungszone, also am p-n-Übergang einer Photodiode entstehen, werden in p- und n-Schicht getrennt. Dabei gehen die Elektronen in die n-Schicht über, die Löcher in die p-Schicht und es entsteht ein Strom gegen die Durchlassrichtung des Übergangs. Dieser Strom der Photovoltaik Funktion wird Photostrom genannt.
Großflächige Photodioden (Solarzellen) bzw. dann in weiterer Folge Photovoltaik-Anlagen dienen der Wandlung der Strahlungsenergie der Sonne in elektrische Energie.
Photovoltaik Funktion einer Photovoltaikanlage
Eine Sonnenstromanlage erzeugt aus Sonnenlicht netzkonformen Wechselstrom. Solarzellen aus poly-oder monokristallinem Silzium erzeugen Gleichstrom (DC), der vom Wechselrichter in 230V Wechselstrom (AC) umgewandelt wird. Der erzeugte Strom wird direkt in das Haus- oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
Es gibt auch sogenannte Inselanalgen. Diese laden den Strom mit Hilfe vom Laderegler in einen Speicher (Akku). Bei Bedarf kann der Strom nun vom Speicher entnommen werden. Wird 230VAC Strom benötigt, so wird der Batteriestrom mit einem Wechselrichter wieder in Wechselstrom umgewandelt.
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