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Solarzellen, auch bekannt als "Solarchips" oder "Photovoltaikzellen", sind dünne Schichten aus photovoltaischen Halbleitern, die Sonnenenergie direkt in Strom umwandeln. Einzelne Solarzellen können nicht direkt als Stromquelle verwendet werden. Um sie als Stromquelle nutzen zu können, müssen mehrere einzelne Solarzellen in Reihe oder parallel geschaltet und fest zu Modulen verpackt werden.
Solarmodule (auch Solarzellenmodule genannt) sind zusammengesetzte Bauteile, die aus mehreren Solarzellen bestehen, und sind der Kernbestandteil eines Anern-Solarenergiesystems, was sie zum wichtigsten Teil des Systems macht.
Der photovoltaische Umwandlungswirkungsgrad von monokristallinen Silizium-Solarmodulen beträgt etwa 15 %, wobei der höchste Wirkungsgrad 24 % erreicht. Es hat den höchsten photovoltaischen Umwandlungswirkungsgrad aller Arten von Solarmodulen, aber seine Produktionskosten sind sehr hoch, was eine breite Anwendung verhindert. Da monokristallines Silizium üblicherweise mit gehärtetem Glas und wasserfestem Harz verkapselt wird, ist es robust und langlebig, mit einer Lebensdauer von in der Regel bis zu 15 Jahren und maximal 25 Jahren.
Der Herstellungsprozess von polykristallinen Silizium-Solarmodulen ähnelt dem von monokristallinen Silizium-Solarmodulen, aber ihr photovoltaischer Umwandlungswirkungsgrad ist deutlich geringer, mit einem Wirkungsgrad von etwa 12 %. Die Produktionskosten sind niedriger als bei monokristallinen Silizium-Solarmodulen, da einfachere Materialien und Herstellungsprozesse verwendet werden, die Strom sparen, was sie zu einer weiter verbreiteten und kostengünstigeren Option macht. Allerdings ist die Lebensdauer von polykristallinen Silizium-Solarmodulen kürzer als die von monokristallinen Silizium-Solarmodulen. In Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis sind monokristalline Silizium-Solarmodule etwas besser.
Amorphe Silizium-Solarmodule sind eine neue Art von Dünnschicht-Solarmodulen, die 1976 aufkamen. Ihr Herstellungsprozess unterscheidet sich völlig von dem von monokristallinen und polykristallinen Silizium-Solarmodulen, mit einem viel vereinfachten Prozess und viel geringerem Siliziummaterialverbrauch und Stromverbrauch. Der Hauptvorteil von amorphen Silizium-Solarmodulen ist, dass sie auch bei schwachem Licht noch Strom erzeugen können. Das Hauptproblem von amorphen Silizium-Solarmodulen ist jedoch ihr geringer photovoltaischer Umwandlungswirkungsgrad, der auf internationalem Spitzenniveau etwa 10 % beträgt, und sie sind weder stabil noch langlebig, da ihr Umwandlungswirkungsgrad mit der Zeit abnimmt.
Verbund-Halbleiter-Solarmodule sind Solarmodule, die nicht aus einem einzigen Element-Halbleitermaterial hergestellt werden. Es gibt viele Sorten, die von verschiedenen Ländern erforscht werden, und die meisten davon sind noch nicht industriell produziert. Die Haupttypen sind:
Cadmiumsulfid-Solarmodul;
Galliumarsenid-Solarmodul;
Kupfer-Indium-Selenid-Solarmodul.