Solartechnologie im Fokus

Strom vom Dach

Solarzellen fangen das Licht der Sonne ein und wandeln es in Strom um. Man baut sie auf die Dächer von Häusern, auf die kein Schatten fällt. Auch viele öffentliche Gebäude wie Schulen oder Kindergärten haben Solaranlagen auf dem Dach. Bislang können gute Solarzellen leider nur 20 Prozent der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Um die Ausbeute zu verbessern, wird fleißig geforscht.

Die Rekordhalter unter den Solarzellen erzielen um die 40 Prozent Wirkungsgrad. Forscher schichten dazu beispielsweise Solarzellen übereinander, die unterschiedliche Eigenschaften haben und deshalb verschiedene Wellenlängen des Sonnenlichts nutzbar machen können.

Wie funktioniert eine Solarzelle?

Eine Solarzelle ist wie ein Sandwich aufgebaut: Sie besteht meist aus mehreren Schichten des chemischen Elements Silizium, die unterschiedlich präpariert sind. Die untere wird „p-Schicht“ genannt, dem Licht zugewandt ist die transparente „n-Schicht“.

Trifft ein Lichtteilchen auf ein Elektron in der Grenzschicht („pn-Übergang“), löst sich das Elektron von seinem Atom und wandert in die n-Schicht. Dort entsteht dadurch ein Überschuss an negativen Ladungen, so dass die Elektronen – wenn möglich – durch einen externen Stromkreis wieder in die p-Schicht möchten. Genau das ist der Sonnenstrom, mit dem wir elektrische Geräte betreiben können.

Kohle aus Sonne

Solarzellen (1) liefern Gleichstrom, elektrische Geräte im Haushalt werden aber meist mit Wechselstrom versorgt. Darum wandelt ein elektronischer „Wechselrichter“ (2) die Gleichspannung vom Dach in Wechselspannung um.

Die meisten Besitzer von Photovoltaik-Anlagen speisen ihren Strom ins öffentliche Netz ein (3), weil sie dafür eine garantierte Vergütung bekommen. Für die Abrechnung müssen sie noch einen Zähler installieren, der die gelieferte Menge feststellt. So kann man mit Solarzellen auf dem Dach gutes Geld verdienen.