Die Silizium-Photovoltaikzelle (1954)
Der photovoltaische Effekt ist seit Becquerel (1839) bekannt, doch die ersten Geräte erreichen weniger als 1% Wirkungsgrad. 1954 schaffen Forscher der Bell Labs einen p-n-Übergang aus dotiertem Silizium, der 6% des Lichts in Elektrizität umwandelt.
Der Mechanismus
- Ein Photon trifft auf Silizium und löst ein Elektron aus (photoelektrischer Effekt)
- Der p-n-Übergang erzeugt ein internes elektrisches Feld
- Die Elektronen werden gesammelt → Gleichstrom
Entwicklung des Wirkungsgrads
| Jahr | Technologie | Wirkungsgrad |
|---|---|---|
| 1954 | Monokristallines Silizium | 6% |
| 1985 | Silizium-Labor | 20% |
| 2000 | Mehrfachübergang (GaAs) | 30% |
| 2020 | Perowskit/Silizium-Tandem | 29,5% |
| 2024 | Laborrekord | 47,6% (Mehrfachübergang) |
Wirtschaftliche Auswirkung
Die Kosten für Solarenergie sind seit 1976 um 99,6% gesunken (Swansons Gesetz). 2023 wurde Photovoltaik in vielen Regionen zur günstigsten Stromquelle der Geschichte.