Wer hat eine Idee wie man die Stromausbeute von Solarzellen verdoppeln kann ?

19/09/2011 - 15:46 von Die Sieben | Report spam
Seit Jahrzehnten redet man von Elektronen und Löchern.
Meine Idee wàre :

F = m*a wenn ein Elektron einen Impuls bekommt...

Strom I ist aber U / R

Und R hàngt wie R = 1 / T von der Temperatur ab.

Also :

Kühlt man die Solarzellen um 10 Grad runter, dann vervierfacht sich
die Stromaubeute !

Somit wird Solarenergie ENDLICH RENTABEL !


Solarzellen aus Halbleitermaterialien sind im Prinzip wie großflàchige
Photodioden aufgebaut. Sie werden jedoch nicht als Strahlungsdetektor,
sondern als Stromquelle betrieben.

Die Besonderheit von Halbleitern ist, dass sie durch zugeführte
Energie (elektromagnetische Strahlung) freie Ladungstràger erzeugen
(Elektronen und Löcher, siehe Generation). Um aus diesen Ladungen
einen elektrischen Strom zu erzeugen, ist ein internes elektrisches
Feld nötig, um die erzeugten Ladungstràger in unterschiedliche
Richtungen zu lenken.

Dieses interne elektrische Feld wird durch einen p-n-Übergang erzeugt.
Da Licht in Materialien gewöhnlich exponentiell schwàcher wird, muss
dieser Übergang möglichst nahe an der Oberflàche liegen, und die
Übergangszone mit dem elektrischen Feld sollte möglichst weit in das
Material hineinreichen. Diese Übergangszone (Raumladungszone) wird
durch gezielte Dotierung des Materials eingestellt (siehe
Halbleitertechnologie). Um das gewünschte Profil zu erzeugen, wird
gewöhnlich eine dünne Oberflàchenschicht stark n-dotiert, die dicke
Schicht darunter schwach p-dotiert. Das hat eine weitreichende
Raumladungszone zur Folge. Wenn in dieser Übergangszone nun Photonen
einfallen und Elektronen-Loch-Paare erzeugen (Photoeffekt), so werden
durch das elektrische Feld die Löcher zum untenliegenden p-Material
beschleunigt und umgekehrt die Elektronen zum n-Kontakt auf der
(sonnenzugewandten) Oberseite. Ein Teil der Ladungstràger rekombiniert
auf dieser Strecke und geht in Wàrme verloren, der übrige Photostrom
kann direkt von einem Verbraucher benutzt, in einem Akkumulator
zwischengespeichert oder mit einem netzgeführten Wechselrichter in das
Stromnetz eingespeist werden. Die elektrische Spannung bei maximaler
Leistung (Maximum Power Point, Leistungsanpassung) liegt bei den
gebràuchlichsten Zellen (kristalline Siliziumzellen) bei etwa 0,5 V.

Die Struktur von Solarzellen wird des Weiteren so angepasst, dass
möglichst viel Licht eingefangen wird und in der aktiven Zone
Ladungstràger erzeugen kann. Dazu muss die Deckelektrode transparent
sein, die Kontakte zu dieser Schicht müssen möglichst schmal sein, auf
der Oberseite wird eine Antireflexionsschicht (zur Verringerung des
Reflexionsgrades) aufgetragen. Die Antireflexionsschicht sorgt für die
typisch blàuliche bis schwarze Farbe von Solarzellen. Unbeschichtete
Solarzellen haben dagegen ein silbrig-graues Erscheinungsbild.

Manchmal wird die Vorderseite strukturiert oder aufgeraut. Wegen
dieses Vorteils wurden ursprünglich Wafer mit Fehlern beim
Schleifprozess o. a. als Ausgangsmaterial für Solarzellen verkauft.
Schwarzes Silizium hat eine aufgeraute, nadelförmige Oberflàche, die
sehr geringe Reflexionen aufweist.

Die Antireflexschicht wird bei modernen Solarzellen aus Siliziumnitrid
mittels PE-CVD-Verfahren hergestellt. Die Schichtdicke betràgt dabei
ca. 70 nm (Lambda-Viertel bei einer Brechzahl von 2,0). Darüber hinaus
kommen noch Antireflexschichten aus Siliziumdioxid und Titandioxid,
die beispielsweise per AP-CVD-Verfahren aufgebracht werden, zur
Anwendung.

Über die Schichtdicke wird auch die Farbe bestimmt (Interferenzfarbe).
Eine möglichst hohe Gleichmàßigkeit der Beschichtungsstàrke ist dabei
wichtig, da bereits Schwankungen um einige Nanometer in der
Schichtstàrke den Reflexionsgrad erhöhen. Blaue Reflexion ergibt sich
aus der Einstellung der Antireflexschicht auf den roten Teil des
Spektrums – der bevorzugten Absorptionswellenlànge des Siliziums.
Prinzipiell sind jedoch auch beispielsweise rote, gelbe oder grüne
Solarzellen auf diese Weise für spezielle architektonische Anwendungen
herstellbar, sie haben jedoch einen schlechteren Wirkungsgrad.

Im Falle von Siliziumnitrid und Siliziumdioxid erfüllt die
Antireflexschicht dabei noch die Funktion einer Passivierungsschicht,
die die Oberflàchenrekombinationsgeschwindigkeit herabsetzt. Die an
der Oberflàche erzeugten Ladungstràger können dadurch – vereinfacht
ausgedrückt – nicht so schnell rekombinieren, und die erzeugte Ladung
kann als Strom abgeleitet werden.
 

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#1 Leo Baumann
19/09/2011 - 16:08 | Warnen spam
"Die Sieben" schrieb im Newsbeitrag
news:
Seit Jahrzehnten redet man von Elektronen und Löchern.
Meine Idee wàre :

F = m*a wenn ein Elektron einen Impuls bekommt...

Strom I ist aber U / R

Und R hàngt wie R = 1 / T von der Temperatur ab.

Also :

Kühlt man die Solarzellen um 10 Grad runter, dann vervierfacht sich
die Stromaubeute !

Somit wird Solarenergie ENDLICH RENTABEL !


àhm, in meinem Kühlschrank geht die Beleuchtung aus, wenn ich die Tür
zumache, habt ihr daran gedacht?

mfG Leo

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