Im Rahmen dieser Hausarbeit möchte ich die technischen Entwicklungen als auch die Potentiale der photovoltaischen Sonnenenergienutzung ausarbeiten. Hierbei gehe ich auf die Entwicklungen im Bereich der Solarzellen auf Siliziumbasis im besonderen der Dünnschichttechnik, sowie auf die Entwicklung einer photochemischen Solarzelle nach Grätzel ein. Nach einer Einführung in die physikalischen Grundlagen werde ich aktuelle Entwicklungen dieser Technologien diskutieren.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einführung
- 2 Motivation
- 3 Physikalische Grundlagen
- 3.1 Licht als elektromagnetische Welle.
- 3.2 Der Photoelektrische Effekt
- 3.3 Die photovoltaische Energiewandlung mit Siliziumsolarzellen
- 3.3.1 Aufbau und Herstellung
- 3.3.2 Funktionsprinzip
- 3.4 Die photochemische Energiewandlung
- 3.4.1 Aufbau der Grätzel Zelle
- 3.4.2 Funktionsprinzip
- 4 Entwicklungen und Potentiale der Photovoltaik
- 4.1 Ersatzschaltbild und Wirkungsgrad
- 4.2 Untersuchung des Wirkungsgrades der Grätzel Zelle
- 4.3 Dünnschichtsolarzellen auf der Basis von amorphem und mikro-kristallinem Silizium
- 4.4 Die Grätzel Zelle
- 5 Zusammenfassung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der technischen Entwicklung und dem Potenzial der photovoltaischen Sonnenenergienutzung. Sie untersucht insbesondere die Entwicklungen im Bereich der Solarzellen auf Siliziumbasis, insbesondere der Dünnschichttechnik, sowie die Entwicklung einer photochemischen Solarzelle nach Grätzel. Neben einer Einführung in die physikalischen Grundlagen werden aktuelle Entwicklungen dieser Technologien diskutiert.
- Physikalische Grundlagen der photovoltaischen und photochemischen Energiewandlung
- Entwicklungen und Potentiale der Solarzellen auf Siliziumbasis
- Die Grätzel Zelle als photochemische Solarzelle
- Vergleich der verschiedenen Technologien
- Aktuelle Forschung und Zukunftsperspektiven
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Thematik der Solarenergienutzung und der Bedeutung alternativer Energiequellen. Das zweite Kapitel erläutert die Motivation für die Untersuchung der Grätzel Zelle als Alternative zu herkömmlichen Siliziumsolarzellen. In Kapitel 3 werden die physikalischen Grundlagen der photovoltaischen und photochemischen Energiewandlung sowie die Funktionsweise von Siliziumsolarzellen und der Grätzel Zelle ausführlich dargestellt. Kapitel 4 beleuchtet die Entwicklungen und Potentiale der verschiedenen Solarzellen-Technologien, mit besonderem Fokus auf die Grätzel Zelle.
Schlüsselwörter
Photovoltaik, Solarzellen, Silizium, Dünnschichttechnik, Grätzel Zelle, photochemische Energiewandlung, Wirkungsgrad, elektromagnetische Strahlung, Photoelektrischer Effekt, Bändermodell, Jablonski-Diagramm, Ersatzschaltbild, Strom-Spannungskennlinie.
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine Grätzel-Zelle?
Eine Grätzel-Zelle (Farbstoffsolarzelle) ist eine photochemische Solarzelle, die Licht mithilfe eines organischen Farbstoffs in elektrische Energie umwandelt, ähnlich der Photosynthese.
Wie unterscheidet sich die Grätzel-Zelle von Silizium-Solarzellen?
Während Siliziumzellen auf dem photoelektrischen Effekt im Halbleiter basieren, nutzt die Grätzel-Zelle einen chemischen Prozess mit Farbstoffen und einem Elektrolyten.
Was sind die Vorteile der Grätzel-Zelle?
Sie sind kostengünstiger in der Herstellung, funktionieren auch bei schwachem Licht oder diffusem Licht gut und können flexibel oder transparent gestaltet werden.
Was ist Dünnschichttechnik bei Solarzellen?
Es ist ein Verfahren, bei dem hauchdünne Schichten aus amorphem oder mikrokristallinem Silizium auf Trägermaterialien aufgebracht werden, um Material und Kosten zu sparen.
Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Grätzel-Zellen?
Die Arbeit untersucht den Wirkungsgrad und stellt fest, dass er derzeit noch unter dem von klassischen Siliziumzellen liegt, aber stetig verbessert wird.
- Quote paper
- Thomas Meyer (Author), 2004, Die Grätzel-Zelle. Die photochemische Solarenergiewandlung im Vergleich zur Photovoltaik auf Siliziumbasis, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/51086
