01
02
03

Einführung

Grundlage

Solarzellen Wandeln Sonnenstrahlung in elektrische Energie um – ohne Abfall, Lärm und Abgase. Diese Technik nennt sich Photovoltaik. Nach kurzer Marktstagnation ist die Photovoltaik wieder weltweit auf Wachstumskurs. Immer mehr Länder setzen auf sauberen Strom von der Sonne. Die jährlich weltweit hinzukommende Photovoltaik-Leistung liefert etwa so viel Strom wie fünf Kernkraftwerke (AKW) von der Grösse Leibstadts. In der Schweiz verläuft die Entwicklung bisher etwas langsamer als in den benachbarten Ländern. Doch die hiesige Photovoltaik-Branche hat bereits eine wichtige wirtschaftliche Bedeutung mit rund 600 Arbeitsplätzten und einem Jahresumsatz von 1 Milliarde Franken. In einer knappen Stunde gelangt so viel Energie zur Erde, wie die Weltbevölkerung in einem Jahr konsumiert! Würden in der Schweiz auf den am besten besonnten Dach- und Fassadenflächen solche Anlagen installiert, so könnten diese rund 35% des elektrischen Energiebedarfs abdecken. Aufgrund des tages –und jahreszeitlich schwankenden Angebots wird die Solarenergie den erforderlichen Energiebedarf nicht alleine decken können. Dazu braucht es eine Kombination mit anderen (erneuerbaren) Energiequellen oder den Einsatz von Batterielösungen.

Technik

Photovoltaik (PV) ist die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen. Der dabei erzeugte Gleichstrom wird durch einen Wechselrichter umgewandelt und ins Netz eingespeist oder auf eine Batterie geführt.

Solarzellen bestehen aus Halbleitern, in den meisten Fällen Silizium, wie sie bei der Herstellung von Computer-Chips verwendet werden. Diese Halbleiter erzeugen unter Licht Elektrizität. Der Strom wird durch metallische Kontakte gesammelt.


Die Entwicklung brachte eine grosse Vielfalt an Solarzellen-Technologien hervor. Sie werden unterschieden nach kristallinen Solarzellen und Dünnschicht-Solarzellen. Wird auf Glas oder anderes Substratmaterial eine Silizium- oder andere Halbleiterschicht abgeschieden, spricht man von Dünnschichtzellen. Erst am Beginn des kommerziellen Einsatzes stehen Farbstoff-Solarzellen, die auf einem ganz anderen Prinzip beruhen. Sie wurden an der EPFL Lausanne unter der Leitung von Prof. Dr. M. Grätzel entwickelt.