Eine kristalline Siliziumsolarzelle ist eine spezielle Art von Solarzelle, die aus einem Wafer aus Siliziumblöcken hergestellt wird , 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 Halbleiterstruktur . In den frühen Entwicklungsphasen der Solarzellen wurden zahlreiche Ansätze für kristalline Siliziumzellen auf Basis von Silizium-Halbleiterbauelementen vorgestellt. Fortschritte in diesen Bereichen wurden durch die Integration von Technologien und Geräten, die für andere Halbleiterbauelemente auf Siliziumbasis entwickelt wurden, wie z. B. großflächige integrierte Schaltungen, und die vielfältigen Anwendungen von Silizium-Halbleitern gefördert.
Was sind monokristalline Solarzellen?
Mithilfe des Czochralski-Verfahrens wird aus Silizium-Einkristallen eine monokristalline Solarzelle hergestellt . Der Wirkungsgrad dieser Zelle liegt zwischen 15 und 20 Prozent. Sie besteht aus Siliziumblöcken und hat eine zylindrische Form.
Unbedingt lesen: Monokristallines Solarmodul vs. polykristallines Solarmodul/
Was sind polykristalline Solarzellen?
Polykristalline oder multikristalline Solarzellen bestehen aus vielen Siliziumkristallen innerhalb einer einzigen PV-Zelle. Die Wafer polykristalliner Solarzellen werden hergestellt, indem mehrere Siliziumfragmente miteinander verschmolzen werden. Dabei kühlt das flüssige Silizium direkt auf der Zelle ab. Die Oberfläche dieser Solarzellen ähnelt einem Mosaik. Sie bestehen aus vielen polykristallinen Siliziumkristallen, sind quadratisch und leuchtend blau. Aufgrund der vielen Siliziumkristalle in jeder Zelle ist die Elektronenbeweglichkeit in polykristallinen Zellen eingeschränkt. Diese Solarzellen wandeln Sonnenenergie durch Absorption in Elektrizität um.
