Amorphes Silizium wurde um 1973 von Walter Spear und Peter LeComber im schottischen Dundee hergestellt. Sie nutzten eine Glimmentladung in Silan (SiH4)-Gas, und das Endprodukt wies ungewöhnlich gute elektronische Eigenschaften auf. Amorphe Solarmodule entstehen durch die Abscheidung dünner Schichten von Photovoltaik-Silizium auf einem geeigneten Substrat. Wenn wir schon darüber sprechen, warum nicht einen Blick auf die Vor- und Nachteile amorpher Solarmodule werfen? Denn die Wirtschaftlichkeit wirft die Frage auf, ob amorphe Solarmodule überhaupt brauchbar sind.
Was sind amorphe Solarmodule?
Üblicherweise werden Solarzellen aus Siliziumkristallen mithilfe verschiedener Verfahren hergestellt. Amorphe Siliziumsolarzellen (a-Si) sind die nichtkristalline, allotrope Form des Halbleiters Silizium. Dank ihrer hohen Absorptionskapazität können sie in Solarzellen mit sehr geringer Dicke eingesetzt werden, meist um den Faktor 100 kleiner als bei kristallinem Silizium. Neben den Standard-a-Si-Solarzellen gibt es auch wasserstoffdotierte amorphe Solarzellen.
Chemische Struktur amorpher Solarmodule
Es handelt sich um ein vierwertiges Halbmetall mit vierfacher Koordination, das tetraedrisch an benachbarte Siliziumatome gebunden ist. In amorphen Siliziumsolarzellen ist diese Struktur nicht durchgehend, und die Atome sind zufällig angeordnet. Einige Atome weisen freie Bindungen auf, was zu einem anomalen elektrischen Ausgangsverhalten führt. Durch Passivierung des Materials mit Wasserstoff lässt sich dieses anomale Verhalten reduzieren. Dadurch entsteht hydriertes amorphes Silizium.
Was sind die Vor- und Nachteile amorpher Solarmodule?
Amorphe Silizium-Solarzellen gehören zu den ältesten Dünnschichtzellen. Aufgrund ihrer Erschwinglichkeit und Flexibilität werden sie in vielen Solaranlagen eingesetzt. Dennoch haben amorphe Silizium-Solarzellen einige Vor- und Nachteile, die es zu berücksichtigen gilt.
Was sind die Vorteile amorpher Solarmodule?
Mit einer Dicke von etwa 1 Mikrometer gehören diese Solarmodule zur zweiten Generation. Einige Vorteile amorpher Solarmodule sind:
1. Günstigere Konstruktion und langlebig
Da für die Herstellung von amorphen Silizium-Solarzellen nur ein Bruchteil des Siliziums benötigt wird, sind sie deutlich günstiger. Zudem werden für diese Module Materialien wie Glas, Kunststoff oder Edelstahl als Substrat verwendet. Diese Materialien sind preiswert und leicht verfügbar. Diese Module sind toleranter als kristalline Module, und eine Beschädigung hat nur geringe Auswirkungen auf die Gesamtleistung.
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2. Flexibel, vielseitig und leicht
Dank ihrer hohen Flexibilität eignen sich diese Paneele für vielfältige Anwendungen. Sie sind zudem äußerst vielseitig, da sie auch bei schwachem Licht problemlos funktionieren und weniger hitzeempfindlich sind. Amorphe Paneele sind die leichtesten auf dem Markt erhältlichen Paneele. Aufgrund ihrer leichten und flexiblen Struktur lassen sie sich einfach um gekrümmte Oberflächen wickeln. Darüber hinaus sind sie dank Optionen wie faltbaren und rollbaren Solarpaneelen leicht zu transportieren .
Darüber hinaus können Sie mit dem Rolle-zu-Rolle-Verfahren Größe, Spannung und Form sowie Stromstärke und Leistung individuell anpassen.
3. Innovativ
Im Gegensatz zu anderen Solarmodulen sind amorphe Silizium-Solarmodule in runden, hexagonalen, quadratischen und anderen komplexen Formen erhältlich. Sie bergen ein hohes Innovationspotenzial und lassen sich dank neuer und verbesserter Technologien immer häufiger in verschiedene Alltagsanwendungen integrieren. Eine spezielle Variante amorpher Solarmodule ist für die Beleuchtung von Innenräumen optimiert und erzielt eine höhere Leistung als kristalline Module. Mit verbesserten Technologien wird sich diese Eigenschaft noch deutlich steigern. Um die Vor- und Nachteile amorpher Solarmodule zu verstehen, ist es wichtig, auch deren Nachteile gründlich zu analysieren.
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Was sind die Nachteile amorpher Solarmodule?
Ihre Erschwinglichkeit ist ein Alleinstellungsmerkmal, doch die geringeren Herstellungskosten führen zu folgenden Nachteilen.
1. Lebensdauer
Diese Solarmodule haben im Vergleich zu anderen Solarmodultypen eine sehr kurze Lebensdauer . Während monokristalline und polykristalline Solarmodule mindestens 20–25 Jahre halten, beträgt die Lebensdauer amorpher Solarmodule nur 2 bis 3 Jahre . Amorphe Solarmodule sind stark von lichtinduzierter, potenzialinduzierter und altersbedingter Degradation betroffen, was zu ihrer kurzen Lebensdauer führt.
2. Geringere Effizienz
Amorphe Solarzellen weisen den geringsten Wirkungsgrad aller verfügbaren Solarzellentypen auf . Ihr durchschnittlicher Wirkungsgrad liegt bei etwa 7 %, während monokristalline und polykristalline Zellen Wirkungsgrade von über 20 % erreichen. Lichtinduzierte Degradation ist ein schwerwiegender Nachteil von wasserstoffdotierten amorphen Silizium-Solarzellen.
3. Platzbedarf
Weniger effiziente Solarmodule erzeugen weniger Strom. Ob dies den Energiebedarf Ihres Haushalts deckt, ist ungewiss. Daher müssen mehr Module in der Solaranlage installiert werden . Dafür benötigen Sie eine große Fläche.
Taugen amorphe Solarmodule etwas?
Hinsichtlich Effizienz und Lebensdauer sind amorphe Solarmodule nicht zuverlässig und nachhaltig . Obwohl sie deutlich wirtschaftlicher sind als monokristalline und polykristalline Solarmodule , ist dies auch ein Nachteil. Weniger effiziente Solarmodule bedeuten geringere Produktivität, und um Ihren Energiebedarf zu decken, benötigen Sie mehr Module und eine größere Installationsfläche.
Aktuell sind amorphe Solarmodule eine praktikable Option für Heimwerkerprojekte oder kleine Solaranlagen . Da diese Module jedoch nur begrenzt verfügbar sind, ist es schwierig, sie zu finden. Wenn Sie also eine Solaranlage für Ihr Dach suchen, wenden Sie sich bitte an einen Solarteur in Ihrer Nähe, um bessere und effizientere Alternativen zu erhalten. Sind amorphe Solarmodule empfehlenswert? Die Antwort darauf wird nach der Betrachtung ihrer Vor- und Nachteile schnell deutlich.
Was ist die Effizienz amorpher Solarmodule?
Amorphe Solarzellen weisen den geringsten Wirkungsgrad auf , und wasserstoffdotierte Zellen sind besonders anfällig für lichtinduzierte Degradation. Der Wirkungsgrad dieser Zellen liegt bei lediglich 6–7 % . Im Vergleich zu Standard-Solarzellen erzeugen amorphe Zellen nur etwa ein Drittel der Strommenge. Selbst bei weiteren Investitionen in diese Zellen liegt ihr theoretischer Wirkungsgrad bei etwa 15 %, was immer noch unter dem Durchschnitt von Solarzellen liegt.
Wie hoch ist die Lebensdauer amorpher Solarmodule?
Die durchschnittliche Lebensdauer amorpher Solarmodule liegt zwischen 2 und 3 Jahren. Kontinuierliche Leistungseinbußen durch lichtinduzierte Degradation (LID) und eine geringe Effizienz aufgrund billigerer Materialien führen dazu, dass diese Module weniger Jahre lang betrieben werden können.
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Wofür werden amorphe Solarmodule verwendet?
Amorphe Silizium-Solarzellen werden nicht nur als Solardachpaneele eingesetzt, sondern aufgrund ihrer Flexibilität auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen bevorzugt . Zu den häufigsten und wahrscheinlichsten Anwendungen von amorphen Solarzellen gehört die Stromversorgung folgender Geräte.
- Taschenrechner
- Off-Grid-Gebäude und ähnliche Orte mit geringem Energiebedarf
- Außenleuchten
- Kleine und tragbare Geräte wie E-Reader und Solar-Telefonladegeräte
- Uhren und Bekleidungszubehör
- Fenster mit transparenten Farbverläufen
Heute haben Sie die Vor- und Nachteile amorpher Solarmodule sowie die Gründe dafür kennengelernt. Wofür werden amorphe Solarmodule verwendet? Ihre Anwendung beschränkt sich nicht nur auf Solarmodule auf Dächern, sondern wird in naher Zukunft wahrscheinlich auch in Kleidung verbaut werden. Teilen Sie diese Informationen mit Freunden und Familie, um das Bewusstsein und das Wissen darüber zu schärfen.
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