Wie ist die Struktur und Zusammensetzung einer polykristallinen Solarzelle?

Eine polykristalline Solarzelle, auch multikristalline Solarzelle genannt, besteht typischerweise aus mehreren Siliziumkristallen (Körnern) unterschiedlicher Größe innerhalb der Zellstruktur. Hier ist eine Aufschlüsselung seiner Struktur und Zusammensetzung:

Siliziumwafer: Wie alle Solarzellen bestehen polykristalline Solarzellen hauptsächlich aus Silizium, einem Halbleitermaterial. Der Siliziumwafer dient als Basis, auf der die Zelle aufgebaut ist.

Polykristallines Silizium: Bei polykristallinen Solarzellen handelt es sich beim verwendeten Silizium nicht um eine einzelne, gleichmäßige Kristallstruktur wie bei monokristallinen Zellen. Stattdessen besteht es aus mehreren Siliziumkristallen oder -körnern, die während des Herstellungsprozesses miteinander verschmolzen werden. Diese Körner sind zufällig ausgerichtet, was zu einem körnigen oder strukturierten Aussehen führt.

Vorderer Kontakt: Auf der Vorderseite des Siliziumwafers wird eine transparente leitende Schicht aufgebracht, die den Durchtritt des Sonnenlichts ermöglicht und gleichzeitig die Sammlung des von der Solarzelle erzeugten elektrischen Stroms erleichtert.

P-N-Übergang: Ein Übergang wird innerhalb des Siliziumwafers gebildet, indem die Oberfläche mit verschiedenen Arten von Dotierstoffen dotiert wird, um einen Bereich vom P-Typ (positiv) und einen Bereich vom N-Typ (negativ) zu erzeugen. Dieser Knotenpunkt ist entscheidend für die Stromerzeugung bei Sonneneinstrahlung.

Antireflexbeschichtung: Eine dünne Antireflexbeschichtung wird häufig auf die Vorderseite der Solarzelle aufgetragen, um die Reflexion des Sonnenlichts zu minimieren und die Lichtabsorption zu maximieren.

Rückkontakt: Auf der Rückseite des Siliziumwafers wird ein Metallgitter oder eine Metallschicht aufgebracht, um den von der Zelle erzeugten elektrischen Strom zu sammeln und an die externen Schaltkreise weiterzuleiten.

Einkapselung: Die gesamte Solarzelle ist in einer Schutzschicht aus Glas oder Kunststoff eingekapselt, um sie vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und mechanischen Beschädigungen zu schützen.

Insgesamt ist die Struktur eines polykristalline Solarzelle ist im Vergleich zu anderen Arten von Solarzellen, etwa Dünnschicht- oder Heterojunction-Zellen, relativ einfach. Allerdings werden Effizienz und Leistung von Faktoren wie der Qualität des Siliziummaterials, dem Herstellungsprozess und dem Design der Zelle beeinflusst.