Impuls Physik 3, Schulbuch

87 Solarzellen, Akku und Co. 9 Wie wird die 4onnenenergie in /atur und Technik  genutzt? Sonnenenergie wird auf verschiedenste Arten genutzt. In der Natur nutzen Pflanzen die Sonnenenergie durch die 'otosynthese . Aus Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen mithilfe von Licht und Chlorophyll Traubenzucker und Sauerstoff. Alle Tiere und Menschen nutzen diese Stoffe als Lebensgrundlage. Sonnenenergie wird auf der ganzen Welt auch unterschiedlich technisch genutzt: p 4olarzellen wandeln das Sonnenlicht, das auf sie fällt, in Gleichstrom um. p Ein 4onnenofen ist speziell in Ländern, in denen Strom bzw. Brennmaterialien rar sind, eine günstige Einrichtung, um Speisen zu kochen (mehr dazu auf Seite 95). p 4onnenkollektoren erwärmen Wasser, heizen Wohnungen und sparen sehr viel Erdöl und Erdgas. 4olarzelle ist nicht gleich 4olarzelle! Herkömmliche Solarzellen werden aus 4ilizium hergestellt. Silizium ist das zweithäufigste Element der Erde. Es ist so häufig wie Sand am Meer – buchstäblich! Denn Sand ist Silizium in Verbindung mit Sauerstoff. Für eine Solarzelle muss Silizium allerdings noch aufbereitet werden. Je nach Kristallaufbau unterscheidet man folgende Typen: p Monokristalline ;ellen sind sehr teuer und werden aus Wafern (engl. Scheibe) hergestellt. Sie haben einen Wirkungsgrad von bis zu 18 % und werden unter anderem in der Raumfahrt (Satelliten, Raumfahrzeuge) eingesetzt. p Multikristalline ;ellen bestehen aus Scheiben, deren Kristalle nicht die gleiche Orientierung aufweisen. Sie können durch ein Gießverfahren hergestellt werden und sind deutlich preiswerter. Ihr Wirkungsgrad beträgt bis zu 16 %. Diese Zellen werden in Fotovoltaik-Anlagen verwendet. p Amorphe ;ellen , so genannte Dünnschichtzellen, bestehen aus einer nicht-kristallinen (amorphen) Siliziumschicht. Die Schicht wird nur auf eine Trägerplatte aufgedampft. Der Wirkungsgrad beträgt bis zu 8 %. Anwendung finden sie zB in Uhren oder Taschenrechnern. Auch organische Stoffe lassen sich zur Solarzellenproduktion verwenden. Diese Solarzellen bestehen aus so genannten Kohlenwasserstoff-Verbindungen (Kunststoffen). In hauchdünnen Schichten, so genannten Nanoschichten, sammeln einzelne Moleküle Licht. Diese Materialien sind um einiges billiger als Silizium, ihr Wirkungsgrad beträgt aber nur wenige Prozent. Grüne Pflanzen erzeugen durch die Fotosynthese Traubenzucker und Sauerstoff. Sand enthält Silizium und Sauerstoff. Ein Wafer aus Silizium Amorphe Zellen werden zB in Taschenrechnern verwendet. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv