Photovoltaik
Von Dipl.Ing.Helmut Waltner; 01.06.1995
Photovoltaik ist die Chance für eine nachhaltige Wirtschaft
Sie ist Jobmotor, wertet Österreich als Technologiestandort auf und ist eine friedenssichere Stromquelle. Innerhalb weniger Jahre können tausende Arbeitsplätze geschaffen werden. Langfristig kann der "Strom vom Himmel" ein Viertel zur österreichischen Stromversorgung beitragen.
Strom aus Licht
Elektrische Phänomene waren den Menschen seit Urzeiten bekannt, nämlich in Form von Blitzen. Im Altertum galten Gewitter mit ihren grellen
Blitzen und kräftigen Donnerschlägen als Zorn der Götter, und Blitze selbst als himmlisches Feuer.
Ganz anders wurde das Licht der Sonne gesehen, da nur ihre Strahlen ein Leben auf der Erde möglich gemacht haben.
Die Wertschätzung der Solarenergie reicht weit zurück:
In nahezu allen Kulturen, von den Ägyptern bis in die Neuzeit, findet sich ein mehr oder weniger ausgeprägter Sonnenkult. Erste Ansätze passiver
Nutzung sind bereits in der Architektur der alten Ägypter, in Mesopotamien und den frühen südamerikanischen Hochkulturen zu entdecken.
Die aktive Nutzung der Sonnenenergie ist jedoch eine Errungenschaft der Neuzeit.
Alexandre-Edmond Becquerel, ein französischer Physiker, entdeckte 1839 den Photoeffekt, dass bei Beleuchtung einer Elektrolytzelle eine
elektrische Spannung entsteht.
Das Spannende an diesem Phänomen war nun, dass zum ersten mal ein direkter Zusammenhang zwischen Licht und Elektrizität beobachtet wurde.
Becquerel konnte zu seiner Zeit seine Beobachtung nicht erklären, da die Wissenschaft zu diesem Zeitpunkt noch nicht soweit war.
Es waren ja noch nicht einmal die elementaren Akteure bekannt, die nicht nur für das Verständnis der Solarzelle wichtig sein sollten:
Bis zur Entdeckung, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist, sollten noch 23 Jahre vergehen; bis zur Entdeckung des Elektrons noch 58 Jahre; 66 Jahre später wurde von Albert Einstein erkannt, dass Licht auch als Energiepaket aufzufassen ist, dessen Energie durch einen Stoß an ein Elektron abgegeben werden kann und weitere 89 Jahre dauerte es, bis man verstanden hatte, was einen Halbleiter ausmacht.
Die erste Solarzelle wurde im Jahr 1953 bei den "Bell Telephone Labratories" gebaut. Diese Zellen hatten einen sehr niedrigen Wirkungsgrad. Trotzdem waren sie für die damals aufstrebende Raumfahrt spannend: Schon 1958 wurde der Satellit "Vanguard I" damit ausgerüstet.
Terrestrische Anwendungen wurden deutlich säter entwickelt: Am Höhepunkt der Erdölkrise 1974 rief US-Präsident Richard Nixon ein Forschungsprogramm für Erneuerbare Energien ins Leben. Heute sind Silizium-Solarzellen technisch ausgereift - allerdings noch immer sehr teuer. Die derzeitige Forschung versucht daher, die Kosten durch neue Technologien zu drücken: einerseits durch sogenannte "Dünnschicht-Zellen", anderseits durch organische Solarzellen.