Photovoltaik

Fast jede Form der Sonnenenergienutzung basiert auf dem winzigen Anteil an Sonnenstrahlung, der auf der Erdoberfläche auftrifft. Dieser winzige Anteil liegt in der Grössenordnung des 25'000 fachen Gesamtenergieverbrauchs der Menschheit.

Auch die Nutzung von Strom aus Sonnenzellen in Alphütten und kleinen Geräten hat sich inzwischen seit längerem bewährt.

Der Ölpreisschock im Jahre 1973 bewirkte, dass auch die Photovoltaik verstärkt in die Bemühungen um die Erschließung der erneuerbaren Energiequellen einbezogen wurde. Seit 1974 wurden rund hundert Halbleitermaterialien auf ihre praktische Verwertbarkeit für die solare Stromerzeugung untersucht.

Die Photovoltaik, eindeutig die Eleganteste unter den neuen Energietechnologien, bietet zwei entscheidende Vorteile: Sie erzeugt direkt die hochwertige Energieform Elektrizität, und sie ist für den Taschenrechner genauso geeignet wie für das 500-kW-Kraftwerk - fast überall auf der Welt. Die optimistischen Prognosen betreffend Preissenkungen haben sich aber bis heute nicht bewahrheitet. Die Wirkungsgrade liegen für handelsübliche Module gegenwärtig bei 10-15 %. Die Qualität der Module ist allgemein sehr hoch.

Das Prinzip ist eigentlich ganz einfach: Fällt nämlich Sonnenlicht auf einen so genannten Halbleiter - in der Regel Silizium -, werden im Halbleiter Bindungs- oder Valenzelektronen freigesetzt. Dadurch kommt es zur Bildung von positiven und negativen Ladungsträgern. Man nennt dies den inneren Fotoeffekt.

Durch ein internes elektrisches Feld werden die Ladungsträger getrennt und es entstehen dadurch Bereiche mit Elektronenüberschuss, die negativen Ladungen, und Bereiche mit Elektronenmangel, die positiven Ladungen. An den beiden Kontakten, die am Halbleiter angebracht werden, beträgt die so entstehende Gleichspannung einer Siliziumsolarzelle etwa 0,6 Volt. Mit dieser Gleichspannung kann bereits ein kleines Elektrogerät, z. B. ein einfaches Radio oder ein Motor für Spielzeuge, betrieben werden.