Klimawissen für junge Leute

Strom aus Sonnenenergie – Wie geht das?

Immer öfter sieht man auf Häuserdächern oder auch auf großen Flächen Solaranlagen. Sie nutzen die Sonne, um Strom zu produzieren. Aber wie genau funktioniert das?

Die großen Solaranlagen, die wir sehen, bestehen aus ganz vielen kleinen einzelnen Bausteinen, die wir Zellen nennen. Diese Zellen wiederum bestehen aus unterschiedlichen Schichten.

Schauen wir uns diese Schichten für eine typische Solarzelle mal genauer an:

Der Aufbau der Solarzelle

Außen, auf der Seite, die zur Sonne guckt, befindet sich eine Anti-Reflexionsschicht. Diese sorgt dafür, dass möglichst viel Sonnenlicht in die Zelle hineingelangen kann und möglichst wenig zurückgespiegelt wird. Auf dieser Schicht liegt ein Gitter aus Metall. Am Unterrand der Zelle ist auch ein Metall: Diesmal kein Gitter, sondern eine Platte. Die beiden Metalle sind über ein Kabel miteinander verbunden. In der Mitte der Zelle ist eine Siliziumschicht. Silizium können wir aus Sand gewinnen.

Was genau in dieser Siliziumschicht passiert, ist ganz schön kompliziert. Deswegen vereinfachen wir das ein bisschen:

In der Siliziumschicht sind Elektronen. Das sind ganz kleine, elektrisch geladene Teilchen. Wenn diese durch ein Kabel laufen, erzeugen sie dabei Strom. Ohne Sonnenlicht bleiben die Elektronen, wo sie sind. Aber wenn die Sonne scheint, dann gibt das Licht seine Energie an die Elektronen ab und sie können sich bewegen. Damit dann auch Strom entsteht, gibt es einen Trick: Die Siliziumschicht ist so aufgebaut, dass die Elektronen nur zum Metallgitter wandern können, nicht in die andere Richtung zur Platte. Aber die Elektronen kennen einen Umweg: Nachdem sie oben angekommen sind, geht es für sie weiter durch das Metallgitter und das Kabel zur Unterseite. Und von dort gelangen sie wieder nach oben – wie in einem endlosen Kreislauf.

Solange die Sonne scheint, bekommen die Elektronen immer wieder neue Energie und können weiter durch das Kabel fließen. So erzeugt die Solarzelle sauberen Strom.

Wer genauer verstehen möchte, was in der Siliziumschicht passiert, kann sich dieses Video anschauen:

Dieser Text steht unter der CC BY-SA 4.0-Lizenz. Der Name des Urhebers soll bei einer Weiterverwendung wie folgt genannt werden: Lara Offermann für klima2know. Für Bilder, Videos und andere Elemente gelten die jeweiligen Angaben.