Alle reden von Solarzellen. Aber wie funktionieren die eigentlich, und was hat Albert Einstein mit dem Ganzen zu tun?
Nun isses ja so, dass es das Perpetuum mobile wirklich nicht gibt. Aber: Das Witzige ist, dass die Sonne noch so ewig scheinen wird, dass man fast sagen könnte: Energie gibt es genug und noch lange genug.
Mit einer Solarzelle lässt die sich sogar stibitzen, abgreifen, nutzen. Und wie so oft im Leben hat das was mit Atomen zu tun und den Teilchen, aus denen diese gebaut sind. Aktuelle Solarpanels haben wir hier im Test.
Wie funktioniert die Solarzelle?
Da wäre vor allem das Silizium, grob gesagt: geschmolzener Quarzsand. Genauer gesagt: ein Halbleiter. Physikalisch gesehen: ein Langweiler. Diesen kann man aber mit Fremdatomen so verändern, dass er aus seinem eigenen Gleichgewicht gerät und mal zu viel Atome hat und mal zu wenig (das meint die Bezeichnung im Schema mit den Begriffen positiv und negativ dotiertes Silizium).
Und wenn man den Halbleiter dann noch mit Photonen beschießt, also Sonnenlicht, dann werden die Photonen absorbiert und schlagen dabei Elektronen aus dem Material.
Dadurch entstehen Löcher und ein elektrisches Feld. Andere Elektronen möchten das Ungleichgewicht ausgleichen und beginnen von einer nach der anderen Seite zu fließen. Es wird also so die erzeugte elektrische Spannung zwischen den beiden Polen der Solarzelle genutzt. Das alte Plus-Minus-Spiel, mit der Sonne als Motor.
Das ist ein wenig so, als wäre der Photonenstrom wie ein kleiner Bach, der ein Mühlrad dreht. Und die Bewegung des Mühlrads kann etwas antreiben wie einen Mühlstein oder einen Dynamo, und der Elektronenfluss kann einen Verbraucher wie eine Glühlampe versorgen oder – wie im Schema – in einer Batterie gespeichert werden.
Die Solarzelle im Schema
Der gezeigte Querschnitt ist so dünn wie ein Haar. Die atomare Struktur ist so gebaut, dass Photonen, als Licht, einen Elektronenfluss anregen; dadurch entsteht Spannung. Die kann von einem Verbraucher abgegriffen werden. Lithium-Batterien im Test finden Sie hier.
Mehr Infos, welche Solaranlage zu Ihrem Wohnwagen oder Wohnmobil passt, finden Sie hier: alles Wissenswerte zum Thema Solaranlagen für den Camper.
Erfinder
Was genau die Photonen mit dem Halbleiter anstellen, hat übrigens Herr Einstein in seiner Arbeit "Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt" erklärt und dafür seinen Nobelpreis verliehen bekommen. Das mit der Relativitätstheorie war der Stockholmer Akademie noch zu fantastisch.
Aktueller Solaranlagen-Test
Video: Der große Solarpanel-Test - Welche Technik funktioniert am besten © Promobil
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