Ein Solarmodul ist eine Vorrichtung, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Es besteht aus mehreren Schichten von Halbleitern, die so zueinander angeordnet sind, dass sie eine Solarzelle bilden. Die Solarzelle ist das grundlegende Bauelement des Solarmoduls und besteht aus einer Schicht negativ geladenen Siliziums und einer Schicht positiv geladenen Siliziums, die durch eine Grenzfläche voneinander getrennt sind. Wenn Photonen von Sonnenlicht auf das Solarmodul treffen, werden Elektronen aus der negativ geladenen Schicht des Siliziums in die positiv geladene Schicht gedrückt. Dies erzeugt ein elektrisches Feld in der Solarzelle, das als „photovoltaischer Effekt“ bezeichnet wird.
Die Solarzellen eines Moduls sind in Reihe geschaltet, um eine höhere Spannung zu erzeugen, was die Effizienz erhöht. Die Gesamtleistung des Moduls wird durch die Anzahl der Solarzellen bestimmt, die in Reihe geschaltet sind. Die Leistung kann auch durch das Hinzufügen von Zellen in Parallel oder die Kombination von Parallel- und Reihenschaltung erhöht werden. Parallele Schaltung erhöht den Strom, während Reihenschaltung die Spannung erhöht.
Das Solarmodul ist mit einem Absorber oder einem Trägermaterial verschlossen, das in der Lage ist, das Sonnenlicht aufzunehmen und es an die Solarzellen weiterzuleiten. Typische Absorbermaterialien sind Metalle wie Aluminium oder Kupfer, die in eine dünne Schicht auf der Rückseite der Zellen aufgebracht werden. Die Effizienz eines Solarmoduls hängt von der Fähigkeit des Absorbers ab, das Sonnenlicht aufzunehmen und an die Solarzellen weiterzuleiten.
Die Solarzellen des Moduls sind auf eine Glasplatte montiert. Die Verwendung von Glas bietet eine hervorragende optische Transparenz und schützt gleichzeitig die Zellen vor Beschädigungen. Das Glas kann sowohl temperiert als auch entspiegelt werden, um den Wirkungsgrad des Solarmoduls weiter zu verbessern.
Das Solarmodul ist mit Kontaktstreifen ausgestattet, die an die Solarzellen angeschlossen sind und es ermöglichen, die Energie, die aus dem Solarmodul erzeugt wird, abzuführen. Die meisten Solarmodule sind mit einem Diode ausgestattet, die es ermöglicht, den Strom in eine Richtung zu lenken und so die Leistung des Moduls zu erhöhen.
Insgesamt ist die Funktionsweise eines Solarmoduls recht einfach. Die Solarzellen im Modul wandeln das Sonnenlicht in elektrische Energie um, die dann zur Stromversorgung von elektrischen Geräten oder zur Einspeisung in das Stromnetz genutzt werden kann. Die Effizienz eines Solarmoduls wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter die Qualität der Solarzellen, das Vorhandensein von Absorbermaterial und die optischen Eigenschaften des Absorbermaterials. Eine optimale Ausrichtung des Moduls ist ebenfalls wichtig, um eine maximale Energieausbeute zu erzielen.