Eine kristalline Silizium-Solarzelle ist eine besondere Art von Solarzelle aus ein Wafer aus Siliziumblöcken die entweder monokristallin (einkristallin) oder multikristallin (polykristallin) sind.
Zur Herstellung kristalliner Siliziumzellen (c-Si) werden Wafer mit einer Dicke von 160–240 µm verwendet. Dabei handelt es sich um dünne Siliziumscheiben, die aus einem Einkristall oder einem Block geschnitten werden. Das Herstellungsverfahren der Siliziumwafer bestimmt die Art der entstehenden kristallinen Zelle.
Die meisten Solarzellen in kommerziell erhältlichen Solarmodulen bestehen aus kristallinem Silizium, das 85 über 2011 % des weltweiten PV-Zellenumsatzes ausmachte. Der Wirkungsgrad im Labor für einkristalline und multikristalline Silizium-Photovoltaikzellen liegt bei über 25 % bzw. über 20 %. Industriell gefertigte Solarmodule erreichen unter typischen Testbedingungen jedoch derzeit einen Wirkungsgrad zwischen 18 und 22 Prozent.
Eines von mehreren Halbleiterprodukten auf Siliziumbasis ist die kristalline Silizium-Photovoltaikzelle. Die PV-Zelle ist im Wesentlichen eine Diode mit einem Halbleiter Struktur, und in den frühen Phasen der Entwicklung von Solarzellen wurden zahlreiche Ansätze für kristalline Siliziumzellen auf Basis von Siliziumhalbleiterbauelementen vorgestellt. Fortschritte in diesen Bereichen wurden durch die Fusion von Technologien und Geräten unterstützt, die für andere siliziumbasierte Halbleiterbauelemente entwickelt wurden, wie z. B. hochintegrierte Schaltkreise und die zahlreichen Anwendungen von Siliziumhalbleitern.
Was sind monokristalline Solarzellen?
Unter Verwendung von Silizium-Einkristallen entsteht eine monokristalline Solarzelle mit Czochralski-VerfahrenDer Wirkungsgrad des Monokristalls liegt zwischen 15 und 20 Prozent. Es besteht aus Siliziumblöcken und hat eine zylindrische Form.
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Was sind polykristalline Solarzellen?
Solarmodule, die als polykristallin oder multikristallin bekannt sind, umfassen viele Siliziumkristalle innerhalb einer einzigen PV-Zelle. Die Wafer polykristalliner Solarmodule entstehen durch das Zusammenschmelzen mehrerer Siliziumsplitter. Das geschmolzene Silizium, aus dem die polykristallinen Solarzellen hergestellt werden, kühlt dabei auf dem Modul ab. Die Oberfläche dieser Solarmodule ähnelt einem Mosaik. Sie bestehen aus zahlreichen polykristallinen Siliziumkristallen, sind quadratisch und leuchtend blau. Aufgrund der vielen Siliziumkristalle in jeder Zelle ist die Elektronenbewegung innerhalb der Zellen begrenzt. Diese Solarmodule wandeln Sonnenenergie durch Absorption in Strom um.
