Die Solarzelle ist mittlerweile alltäglicher Begleiter – ob im Taschenrechner oder sogar auf dem Dach, sie spielt beim Thema Energiewende eine entscheidende Rolle. Noch immer werden vorrangig fossile Energieträger verwendet, die nur noch in begrenztem Maße zur Verfügung stehen, wie Erdöl, Erdgas oder Kohlevorkommen – die Solarzelle ist eine der Alternativen, die sogenannte regenerative Energiequellen wie die Sonneneinstrahlung verwendet, die nie versiegen werden. Von 1839 bis heute: Die Erfindung der Solarzelle. Wer hat die Solarzelle erfunden?
Von Becquerel bis Einstein – Entdeckung der Photovoltaik
Der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel entdeckte 1839 den sogenannten photovoltaischen Effekt: Tauchte er zwei Platin-Elektroden in ein Säurebad ein, erhielt er eine Art Batterie. Dunkelte er jedoch eine der Elektroden ab und beleuchtete die andere, stellte er fest, dass die Batterie mehr Strom als zuvor lieferte – eine Erklärung dafür fand er jedoch nicht.
1904 war es der Deutsche Philipp Lenard, der erkannte, dass Lichtstrahlen aus der Oberfläche bestimmter Metalle Elektronen herauslösen können, womit Becquerels Beobachtungen bestätigt wurden – er erhielt zwar 1905 hierfür den Physiknobelpreis, konnte den Effekt aber nach wie vor nicht erklären. Albert Einstein war es schließlich, der erkannte, dass Licht auch eine Ansammlung von “Geschossen” sein kann, die beim Einschlag in Metall dort Elektronen herauslösen kann. Diese gelösten Elektronen können mithilfe von zwei Elektroden dann als Strom genutzt werden. Für seine Erkenntnisse erhielt er den Nobelpreis im Jahre 1921.
Bau der ersten Solarzelle
Nachdem 1949 die Forscher William B. Shockley, Walther H. Brattain und John Bardeen mit ihrer Entdeckung des sogenannten “p-n-Übergangs” den Weg für die Solarzelle der heutigen Form geebnet hatten, baute die amerikanische Firma Bell 1954 die weltweit erste Solarzelle. Ihr Wirkungsgrad war mit rund 5% allerdings äußerst niedrig, sodass viel Energie ungenutzt blieb. Als 1958 die ersten Solarzellen auf Satelliten getestet wurden, erreichten diese immerhin Wirkungsgrade von bis zu 10,5%. Zum Vergleich: Mit modernen GaAS-Solarzellen werden Wirkungsgrade von bis zu 25% erreicht.
Ein langer Weg mit einem erfolgreichen Endprodukt
Die Solarzelle spielt heute beim Thema Energie-Wende eine entscheidende Rolle und kann in Zukunft dazu beitragen, dass die von uns genutzte Energie immer “grüner” wird – in wenigen Jahren werden Erdölvorkommen erschöpft sein, Kohlekraftwerke werden mangels Kohle schließen und auch das Erdgas wird einmal versiegen. Mit Solarzellen ist man, im Zusammenspiel mit Windkraft und anderen erneuerbaren Energiequellen, für die Zukunft gut gerüstet.