Photovoltaischer Grenzwirkungsgrad

Der photovoltaische Grenzwirkungsgrad ist ein Kennwert für die Güte von Halbleitermaterialien für Solarzellen. Er gibt den theoretischen maximalen Anteil der Solarstrahlung an, den das Halbleitermaterial abhängig von seiner Bandlücke und der Wellenlänge des Lichts in Ladungsträger umwandeln kann. Das Lichtspektrum weist verschiedene Wellenlängen auf, von denen nur bestimmte Bereiche energetisch der Bandlücke eines Halbleiters entsprechen. So hat jedes Halbleitermaterial eine Bandlückenwellenlänge, bis zu der einfallende Photonen noch absorbiert werden können.

Silizium hat beispielsweise einen sehr guten Bandabstand für die Absorption von Sonnenlicht. Der Grenzwirkungsgrad liegt für kristalline Siliziumsolarzellen bei 44 Prozent und bei amorphen Siliziumsolarzellen bei 37 Prozent. Der Grenzwirkungsgrad ist allerdings ungeeignet für die Beschreibung von Tandemsolarzellen oder Stapelsolarzellen, da diese aus mehr als einem Halbleiterelement bestehen und daher ein breiteres Lichtspektrum absorbieren können.

Synonym(e):

Grenzwirkungsgrad, ultimativer Wirkungsgrad

Englische Übersetzung(en):

ultimate efficiency