Kristalline Solarzellen

Die Produktion von Solarzellen auf der Grundlage von Silizium erfolgt in unterschiedlichen Herstellungsverfahren. Dabei entstehen monokristalline und polykristalline Zellen, die sich in ihrem Aussehen voneinander unterscheiden.

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Monokristalline Zellen
Um monokristalline Zellen herzustellen, wird Siliziumbruch geschmolzen und daraus bei einer Temperatur von ca. 1.400°C ein zylinderförmiger Einkristall mit einem Durchmesser von ca. 15 cm gezogen, der anschließend in 0,2 bis 0,4 mm dünne Scheiben, sogenannte  Wafer, zersägt wird. Aus diesen werden Quadrate mit Kantenlängen von 10, 12,5 oder 15 cm oder Quadrate mit abgeschrägten Ecken geschnitten. Einige Hersteller produzieren runde (unbeschnittene) oder rechteckige Zellen; in einem zusätzlichen Arbeitsschritt können auch halbe Zellen gefertigt werden. Monokristalline Zellen weisen ein relativ gleichmäßiges Farbbild auf.

Poly- oder multikristalline Zellen
Bei der Herstellung polykristalliner Zellen lässt man die Schmelze in Gießformen zu einem rechteckigen Kristallblock erstarren. Daraus werden ebenfalls Wafer hergestellt. Beim Abkühlungsprozess entstehen unterschiedlich große „Kristallite“, sodass sich bei gleicher Farbigkeit ein unruhigeres Erscheinungsbild formt als bei monokristallinen Zellen.

Auf der Vorderseite der Solarzellen befindet sich neben einem Gitter aus Leiterbahnen auch eine Antireflexschicht. Diese wenige 100 Nanometer dünne Schicht reduziert die Lichtreflexion und erhöht dadurch die Energieausbeute. Sie ist so gestaltet, dass Photonen aus dem roten Spektralbereich des Sonnenlichts verstärkt eindringen können. Als Folge der verbleibenden Reflexion blauen Lichtes ergibt sich der für die Standardsolarzellen typische dunkelblaue bis schwarze Farbton. Durch Variation der Schichtdicke lassen sich – allerdings mit der Konsequenz geringerer Lichtausbeute - auch andere Zellfarben wie beispielsweise Hellblau, Cyan, Gold, Magenta, Violett, Türkis, Grau oder Rostbraun erzeugen.

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