Photovoltaik - Umwandlung von Licht in elektrische Energie

Warum erneuerbare Energien? Die Klimaveränderungen zeigen: Nicht nur die begrenzten Vorkommen von Erdöl, Erdgas und Kohle erfordern ein Umdenken, sondern auch deren Auswirkungen auf die Atmosphäre.

Ein Lösungsansatz liegt in einer verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien, die keine Emissionen enstehen lassen. Photovoltaik, die Erzeugung elektrischer Energie aus Sonnenlicht, nimmt dabei an Bedeutung rasant zu.

Natürliche Eigenschaften nutzen. Silizium, das in Solarzellen verwendete Element, hat in seiner Elektronenhülle vier Elektronen um seinen Atomkern, die so genannten Valenzelektronen.

Photonen, die als Sonnenlicht auf das Silizium treffen, reichern diese Valenzelektronen mit Energie an. Das Elektron löst sich daraufhin vom Silizium-Atom und hinterlässt ein positiv geladenes Atom.

Damit alle frei werdenden Elektronen in eine Richtung fließen und nutzbarer, elektrischer Strom entstehen kann, müssen die Vorder- und die Rückseite der Solarzelle unterschiedlich gepolt werden.

Die Silizium-Atome an der Vorderseite werden dafür um eine geringfügige Menge an Phosphor-Atomen, welche ein zusätzliches Valenzelektron besitzen, ergänzt.

An der Zellen-Rückseite hingegen werden zusätzlich zu den Silizium- Atomen Bor-Atome mit nur drei Valenzelektronen aufgetragen. Das so entstandene Ungleichgewicht zwischen Plus- und Minuspol lässt die Elektronen fließen - es entsteht Strom.