Warum werden Solarzellen nicht mit mehreren übereinander liegenden Lagen gebaut?
Solarmodule haben einen schlechten Wirkungsgrad und brauchen Platz.
Der Platz zB auf Dächern ist meist sehr begrenzt. Frage: Warum werden Solarzellen nicht in mehreren übereinander liegenden Lagen gebaut. Zwischen den Lagen liegen eine Art Lichtleiterplatten, welche das Licht von außen zwischen die Solarsichten transportiert.
Dadurch wäre der Wirkungsgrad künstlich erhöht zB Eine Lage Solarzellen 20 %, 5 Lagen übereinander = 100%. Und es wäre möglich auf kleinen Raum zB Hausdach, Kfz.... viel Energie rauszubekommen.
Sonnenlicht besteht aus verschiedenen Farben und damit aus Licht mit verschiedener Energie. Es gibt Solarzellenmaterialien, die nur hochenergetisches (eher blaues) Licht absorbieren können. Dabei entsteht wenig Strom, dafür aber eine hohe Spannung. Dann wiederum gibt es Solarzellenmateralien, die auch Licht mit weniger Energie (z.B. rotes Licht) absorbieren können. Dabei wird viel Strom generiert, allerdings nur eine geringe Spannung.
Da man für eine möglichst gute Solarzelle - wir sprechen von hohem Wirkungsgrad - jedoch viel Strom und eine hohe Spannung benötigt, werden Materialien gewählt, die den besten Kompromiss aus diesen gegenläufigen Effekten ermöglichen.
Es gibt allerdings auch schon Solarzellen, in denen verschiedene Materialien übereinander geschichtet sind. Dabei absorbiert die erste Schicht das Licht hoher Energie und die Schichten darunter Licht mit immer weniger Energie. Diese sogenannten Tandemsolarzellen erreichen bereits Rekordeffizienzen von bis zu 47% (bei Verwendung von 4 verschiedenen Schichten).
Allerdings sind diese Art Solarzellen schwierig herzustellen, da die Schichten exakt aufeinander abgestimmt werden müssten, und sehr teuer, weswegen es sich meistens mehr lohnt, die Standardsolarzellen auf einer größeren Fläche zu verwenden.