Solarmodule werden in einem komplexen Prozess entwickelt, der wissenschaftliche Forschung, technisches Fachwissen und Fertigungstechnologie kombiniert. Die Entwicklung von Solarmodulen beginnt mit der Auswahl und Verfeinerung von Materialien, die Sonnenlicht effizient in Strom umwandeln können. Wissenschaftler und Ingenieure forschen, um die Effizienz und Haltbarkeit von Solarzellen zu verbessern, den Grundeinheiten von Solarmodulen, die für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie verantwortlich sind.
Um Solarmodule herzustellen, beginnen Hersteller mit der Produktion von Solarzellen, die typischerweise aus Materialien auf Siliziumbasis hergestellt werden. Der Prozess beginnt mit der Veredelung von Rohsilizium zu hochreinen Siliziumwafern. Diese Wafer durchlaufen Dotierungsprozesse, um die notwendigen elektrischen Eigenschaften zu erzeugen, die es ihnen ermöglichen, Strom zu erzeugen, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt werden. Um die Lichtabsorption und den Elektronenfluss innerhalb der Solarzelle zu verbessern, werden mehrere Schichten leitfähiger und antireflektierender Beschichtungen aufgetragen.
Bei der Herstellung von Solarmodulen werden diese Solarzellen zu Modulen oder Paneelen zusammengebaut. Solarzellen werden durch Löten oder leitfähige Klebstoffe auf einer Trägerstruktur miteinander verbunden, die normalerweise aus Glas oder einem haltbaren Polymermaterial besteht. Anschließend werden die Paneele mit Schichten aus Schutzmaterialien wie Ethylenvinylacetat (EVA) und gehärtetem Glas ummantelt, um den Außenbedingungen standzuhalten und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Es werden elektrische Anschlüsse hinzugefügt, um den erzeugten Strom von den Solarzellen an das externe Stromnetz weiterzuleiten.
Zu den Rohstoffen für Solarmodule gehört vor allem Silizium, das nach Sauerstoff das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde ist. Hochreines Silizium wird aus Quarzsand gewonnen und durchläuft mehrere Reinigungsschritte, um Verunreinigungen zu entfernen und die erforderliche Kristallstruktur für die Solarzellenproduktion zu erreichen. Weitere wichtige Materialien sind leitfähige Metalle für elektrische Kontakte, Glas oder Polymere für die Panelverkapselung sowie verschiedene Beschichtungen und Klebstoffe zur Verbesserung der Leistung und Haltbarkeit.
Silizium ist das vorherrschende Material für die Herstellung von Solarmodulen, insbesondere in Form von Siliziumwafern. Diese Wafer werden aus gereinigten Siliziumbarren durch einen Prozess namens Kristallwachstum und Slicing hergestellt. Siliziumwafer dienen als Grundlage für Solarzellen und werden dort weiterverarbeitet, um die notwendigen elektrischen Eigenschaften für die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom zu erzeugen. Die Entwicklung von Solarmodulen auf Siliziumbasis hat zu Fortschritten in den Herstellungstechniken und Effizienzverbesserungen geführt und Solarenergie zu einer praktikablen und nachhaltigen Alternative zur herkömmlichen Stromerzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe gemacht.
