Was sind die Anwendungen von Dünnschichtzellen?
Dünnschichtzellen sind Photovoltaikzellen, die zur Erzeugung von Strom aus Licht verwendet werden. Photovoltaik (PV) -Zellen werden allgemein als Solarzellen bezeichnet. Während Sonnenlicht die häufigste Quelle ist, können PV-Zellen aus jeder Form von Licht Energie erzeugen. Sonnenkollektoren verwenden große Gruppen von PV-Zellen, um Strom aus Sonnenlicht zu erzeugen. Herkömmliche Kollektoren produzieren jedoch nicht so effizient wie andere Quellen wie Kohle. Dünnschichtzellen haben das Potenzial, die Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Solarenergie zu steigern. Die Technologie wurde im frühen 21. Jahrhundert perfektioniert.
Der photovoltaische Effekt wurde im 19. Jahrhundert entdeckt, obwohl die ersten echten Solarzellen erst in den 1950er Jahren gebaut wurden. Sie arbeiten mit Photonen oder Lichtteilchen, um Elektronen zu bewegen. Diese Elektronen werden dann in einen Stromkreis geleitet und werden zu nutzbarer Elektrizität. Seit den 1950er Jahren werden verschiedene Materialien zur Herstellung von Solarzellen verwendet, um deren Effizienz zu steigern und die Produktionskosten zu senken. Die staatlichen Anreize und Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen der Nutzung fossiler Brennstoffe haben das Interesse an der Solarstromerzeugung auf der ganzen Welt erhöht.
Die Herstellung herkömmlicher Solarzellen kann umständlich und teuer sein. Im späten 20. und frühen 21. Jahrhundert begannen die Entwickler von PV-Zellen, die Dünnschichttechnologie zu untersuchen. Diese sich entwickelnde Wissenschaft ermöglicht die Erzeugung von Materialschichten mit mikroskopischer Dicke, die manchmal so schmal sind wie die Breite eines einzelnen Atoms. Dünnschichtzellen, die ursprünglich zur Stromversorgung kleiner elektronischer Geräte wie Spielzeug und Taschenrechner verwendet wurden, wurden bald für die solare Stromerzeugung in großem Maßstab hergestellt.
Die Herstellung von Dünnschichtzellen erfordert eine sterile Umgebung, die manchmal als Reinraum bezeichnet wird. Die zur Herstellung des Films verwendete Substanz, üblicherweise ein Halbleitermaterial wie Silizium, wird zu einer flüssigen Lösung reduziert. Die Platte, auf der der Film abgeschieden werden soll, erhält eine negative elektrische Ladung. Die flüssige Substanz, die eine positive Ladung trägt, wird dann in der Nähe der Platte gesprüht und löst sich in winzigen luftgetragenen Partikeln auf. Diese Partikel werden mit ihrer entgegengesetzten Ladung von der Platte angezogen und haften an dieser in einer Schicht gleichmäßiger Dicke, die sich später in der Dünnfilmabdeckung verfestigt.
Die Vorteile von Dünnschichtzellen haben das Interesse an Solarenergie wiederbelebt. Die Solartechnologie ist bereits heute die am schnellsten wachsende Energieerzeugungsmethode der Welt. Es wird vorausgesagt, dass kostengünstige, leichte und effiziente Dünnschicht-PV-Zellen Solarstrom als Alternative zur herkömmlichen Stromerzeugung attraktiver machen werden. Befürworter der Solarenergie hoffen, dass die sich entwickelnde Technologie ihr Ziel der Netzparität erreicht und Solarenergie so billig und effizient wie herkömmliche Stromerzeugungsmethoden macht.