Bei der Herstellung von Solarkollektoren spielt Silizium eine zentrale Rolle als Speichermaterial, da es effizient Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln kann. Dieses Halbleitermaterial ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften und seiner Verfügbarkeit eine der tragenden Säulen in der Produktion von Photovoltaikzellen.
Eigenschaften von Silizium: Silizium besitzt die Fähigkeit, Licht und Wärme effektiv in elektrische Energie umzuwandeln. Aufgrund seiner dunklen Farbe kann es eine hohe Menge an Sonnenlicht absorbieren, was es ideal für die Nutzung in Solarzellen macht. Es ist nicht nur effektiv, sondern auch relativ kostengünstig, was es zu einem bevorzugten Material in der Solarindustrie macht.
Gewinnung von Silizium: Silizium wird hauptsächlich aus Quarzsand gewonnen, einer Ressource, die weltweit in großen Mengen verfügbar ist. Dieser Sand wird in einem mehrstufigen Prozess gereinigt und zu hochreinem Silizium verarbeitet, welches dann für die Herstellung von Solarzellen verwendet wird.
Arten von Silizium in Solarkollektoren: In der Photovoltaik wird zwischen zwei Hauptformen von Silizium unterschieden:
- Monokristallines Silizium: Diese Form wird aus einem einzigen, kontinuierlich gewachsenen Siliziumkristall hergestellt. Solarzellen aus monokristallinem Silizium sind besonders effizient bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Energie, da sie eine sehr geordnete Kristallstruktur haben, die elektronische Verluste minimiert. Diese Zellen sind erkennbar an ihrer gleichmäßigen dunklen Färbung und den abgerundeten Ecken.
- Polykristallines Silizium: Im Gegensatz dazu wird polykristallines Silizium aus Siliziumblöcken gefertigt, die aus mehreren kleinen Siliziumkristallen bestehen. Diese Zellen sind weniger effizient als ihre monokristallinen Pendants, da die Grenzen zwischen den einzelnen Kristallen den Fluss der Elektronen behindern können. Sie sind jedoch kostengünstiger in der Herstellung und werden oft in Anwendungen eingesetzt, wo Platz weniger eine Rolle spielt. Polykristalline Zellen sind an ihrer bläulichen Mosaikstruktur erkennbar.
Zukunft von Silizium in der Solartechnik: Trotz der Herausforderung durch neue Materialien bleibt Silizium aufgrund seiner Effizienz, Verfügbarkeit und Kosteneffizienz das dominante Material in der Solarindustrie. Forschung und Entwicklung konzentrieren sich weiterhin darauf, die Effizienz von Silizium-basierten Solarzellen zu verbessern und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken.
Zusammenfassend ist Silizium ein entscheidender Faktor für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Solarkollektoren und spielt eine wesentliche Rolle bei der globalen Transition zu erneuerbaren Energiequellen.
