Innovation ist unser Antrieb

Um diese Energie in Strom umwandeln zu können, brauchen wir die Hilfe eines sehr häufig vorkommenden Materials, dem Sand. Der Sand muss in 99.999% reine Siliziumkristalle umgewandelt werden, um in Solarzellen verwendet werden zu können. Dazu muss der Sand einen komplexen Reinigungsprozess durchlaufen, bei dem er auf bis zu 2000 Grad Celsius erhitzt wird. Das rohe Silizium wird dabei in eine gasförmige Siliziumverbindungsform umgewandelt. Dieses wird mit Wasserstoff gemischt, um hochgereinigtes kristallines Silizium zu erhalten. Diese Siliziumblöcke werden umgeformt und in sehr dünne Scheiben geschnitten, die als Siliziumwafer bezeichnet werden. Der Siliziumwafer ist das Herzstück einer Photovoltaikzelle. 

Um die Bewegung der Elektronen in eine Richtung zu lenken, wenn Licht auf den Halbleiter scheint, bringt man an der oberen und an der unteren Seite der Photovoltaikzelle gezielt Fremdatome in den Siliziumwafer ein. An der Oberseite werden Phosphor-Atome eingebracht, die mehr Elektronen für Bindungen zur Verfügung haben als die Silizium Atome. Dadurch entstehen freie Elektronen in diesem Bereich. Man nennt auch negativ dotiert, da ein Überschuss an negativ geladenen Elektronen entsteht. An der Unterseite werden Bor-Atome mit weniger Bindungselektronen als Silizium eingebracht, wodurch in diesem Bereich Löcher entstehen. Dies wird als positive Dotierung bezeichnet. Werden nun durch das Licht Elektronen und Löcher im Kristall frei, wandern diese aufgrund der unterschiedlichen Dotierung an der Ober- und Unterseite der Zelle in bestimmte Richtungen, wodurch ein gerichteter Strom entsteht. 

Der am häufigsten Verwendete Aufbau eines Moduls beginnt mit einer Glasscheibe an der sonnenzugewandten Seite, die die Zellen vor Verschmutzung und vor Hagel schützen soll. Danach folgt eine transparente Kunststoffschicht, mit der die Zellen und die Glasscheibe miteinander verbunden werden. Hinter den elektrisch verbundenen Zellen folgt eine weitere Kunststoffschicht gefolgt von einer Rückseitenfolie aus einem witterungsfesten Kunststoffverbund. Auf der Rückseite des Moduls befindet sich auch die elektrische Anschlussdose mit Kabel und Stecker. In der Regel sind die Module noch mit einem Aluminium-Rahmen umrandet, der die Glasscheibe beim Transport schützt und für die Montage verwendet wird.