Warum altern Solarzellen?

Hallo Gerd,

Dieser Artikel koennte etwas Licht ins Dunkel bringen:

BP hat leider diese elend langen Links. Falls er nicht rueberkommt, per Google aufsuchen: "Sophie Gledhill et al: High Efficiency Monocrystalline Silicon Solar Cells on B-Doped FZ and Ga-Doped CZ. Wafers"

Hallo,

Auf kristallinem Silizium basierende Solarzellen verlieren im Laufe der Zeit ja immer mehr an Leistungsf=E4higkeit. (10-20% in 20 Jahren) Warum ist dies so, was passiert da? Geht evtl. der PN-=DCbergang durch Strahlung "kaputt" oder werden die aufgebrachten Metallischen Kontakte hochohmiger?

mfg, Gerd

Hallo,

Auf kristallinem Silizium basierende Solarzellen verlieren im Laufe der Zeit ja immer mehr an Leistungsf=E4higkeit. (10-20% in 20 Jahren) Warum ist dies so, was passiert da? Geht evtl. der PN-=DCbergang durch Strahlung "kaputt" oder werden die aufgebrachten Metallischen Kontakte hochohmiger?

mfg, Gerd

Hallo Gerd,

Gerd Koegler schrieb:

Man hat mir mal an einem Lehrstuhl, der sich mit Solarzellen befasst, gesagt, dass Feuchtigkeit in die Module eindringt und die Kontakte schädigt.

Gruß, Martin

Naja, das könnte man im Griff bekommen. Ausserdem geehn Solarzellen auch im All (Vakuum) kaputt. Ich denke es ist ein ähnlicher Effekt wie bei den LEDs und Laser-Dioden. Durch Einstrahlung/Stromfluss wandern Atome, verändert sich die Kristallstruktur und die Dotierung, es entstehen mikroskopische 'Kurzschlüsse', usw.

Diffussion ist das Zauberwort, dh. die unterschiedlich Dotierten bereiche "verwaschen" sich mit der Zeit. Ausserdem Diffundiert auch das Metall der Kontakte in das Silizium, wodurch auch eine Art Dotierung entsteht.

je nach Aufwand - Preis - der Module mehr oder weniger Sonne und Temperaturen setzen vermutlich der Abdichtung über Jahrzehnte erheblich zu.

ich vermute ein Leben im All ist für einen Halbleiter härter (Strahlung) als gekapselt in der Feuchte der Erde

Es ging um polykristalline Zellen, die sind da vielleicht nicht so sensibel, u.U. macht da bei typischen Modulen die Korrosion mehr aus. Auch sind LED und Laserdioden von den Leistungsdichten her eine ganz andere Klasse.

Wahrscheinlich spielen Diffusion und Korrosion in veränderlichen Anteilen eine Rolle.

Gruß, Martin

IIRC ist es umgekehrt. Polykristaline und erst recht amorphe Zellen haben eine kürzere Lebensdauer.

Mehr Leistungsdichte haben LEDs und Lds in der Tat. Aber die Wellenlänge ist gerade in dem Bereich in dem das Material durchsichtig ist. Außerdem kommen keine UV-Anteile vor. Wenn Dotierungen verschoben oder Gitterfehler erzeugt werden sollen, dann benötigt jeder Schritt ein Mindestmaß an Energie. Mit zu langwelligen Photonen passiert da gar nichts, auch wenn die Intensität hoch ist. Sonnenlicht hat dagegen einen deutlichen UV-Anteil. Den effizient wegzufiltern und nur das nahe IR durchzulassen wäre zwar möglich, aber aufwendig und es knabbert selber an der Effizienz.

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aha, sind aber nicht so sensibel auf Verunreinigungen bei der Produktion, oder?

weis ich

Ich dachte auch nicht an 2-Photoneneffekte sondern an Elektromigration, also durch hohe Stromdichten von Ladungsträgern angeregten Transport.

Ist über einem ordentlichen Modul nicht ein Glas? Naja, Du hast ja schon das Wort effizient erwähnt. Die Frage zu beantworten, wie effizient man mit den typischen Energien die nach dem Glas noch zur Verfügung stehen noch eine Fehlstelle erzeugen / Dotierung bewegen kann, würde wohl eine längere Recherche erfordern.

Gruß, Martin