Physik der Solarzellen [Taschenbuch]

Was steckt hinter einer Solarzelle?

Die Problematik ist komplex: Unsere moderne Lebensweise gründet weitgehend auf Energie, die wir im Allgemeinen aus fossilen Energiequellen gewinnen. Damit handeln wir uns aber gravierende Nachteile ein – Endlichkeit dieser Ressourcen, Treibhauseffekt oder ökologische Folgelasten seien als Stichworte erwähnt.

Die Nutzung der Sonnenenergie – jährlich fallen rund 1,5 Trillionen kWh auf unsere Erdhülle, wovon rund die Hälfte die Erdoberfläche erreicht – weckt in diesem Zusammenhang Hoffnungen, den Pfad der fossilen Ausschliesslichkeit allmählich verlassen zu können. Im Bereich der aktiven Nutzung der Sonnenenergie steht die Solarzelle im Mittelpunkt der Bemühungen. Das Buch «Physik der Solarzellen» vom Karlsruher Physiker Peter Würfel – soeben in einer erweiterten zweiten Auflage erschienen – führt mit akribischer Gründlichkeit in die physikalischen Gesetzmässigkeiten ein, die der Funktion einer Solarzellen zu Grunde liegen. Beginnend mit Grundlagenwissen über Energiewirtschaft, Sonnenstrahlung und Halbleitertechnologie richtet Würfel sein Augenmerk besonders auf die Solarzellen-Struktur sowie auf die Bestimmung und Optimierung von Wirkungsgraden von Solarzellen.

Das ganze Unterfangen kleidet der Autor in eine recht anspruchsvolle Fachsprache, die mit mathematischen Formeln und Diagrammübersichten nicht geizt. Auch wenn der Autor im Vorwort seine Absicht bekräftigt, dass das Buch auch für «Nicht-Physiker» geeignet sei, muss klar darauf hingewiesen werden, dass die Lektüre ein breites mathematisch-physikalisches Wissen voraussetzt. Mithin sind mit dieser Publikation besonders Ingenieure und Naturwissenschafter angesprochen, die sich in diese zukunftsträchtige Technologie hineindenken wollen oder müssen.

Claudio Moro

Prof.Dr.H.Tributsch, Hahn-Meitner-Institut, Berlin Prof. G. Calzanfeni, Universität Bern

Der Autor behandelt - frei von mathematischem Ballast - die Eigenschaften von Sonnenstrahlung und Halbleitern, beschreibt die notwendigen Voraussetzungen zur Umwandlung der Wärmestrahlungsenergie in elektrische Energie, stellt Struktur und Funktion von Solarzellen, sowie physikalische Grenzen ihres Wirkungsgrades dar. Eine Einführung in ein Forschungsgebiet, das künftig noch stärker an Bedeutung gewinnen wird. -- Dieser Text bezieht sich auf eine vergriffene oder nicht verfügbare Ausgabe dieses Titels.

Dem Autor gelingt eine gut lesbare und verständliche Darstellung der Funktion von Solarzellen. Dabei werden in ausführlicher Weise die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der zugrunde liegenden Phänomene und Prozesse erläutert. Ausgehend von der Behandlung der Eigenschaften von Sonnenstrahlung und Halbleitern werden die Voraussetzungen zur Umwandlung der Strahlenenergie in elektrische Energie detailliert erklärt. Der Schwerpunkt der Darstellung liegt auf der der thermodynamischen Sichtweise, wodurch ein gutes Verständnis der physikalischen Grenzen des erzielbaren Wirkungsgrades erreicht wird. Die 2. Auflage ist vollständig überarbeitet und enthält neue Konzepte zur weiteren Annäherung des technisch erreichbaren Wirkungsgrades an seine theoretische Grenze.

Prof. Dr. Peter Würfel lehrt und forscht am Institut für Angewandte Physik der Universität Karlsruhe.