Definition

Eine Triplesolarzelle, auch bekannt als Dreifachsolarzelle oder Dreifach-Junction-Zelle, ist eine Art von solarer Photovoltaikzelle, die durch das Stapeln von drei verschiedenen Halbleiterschichten entwickelt wurde. Diese Schichten sind dabei so konzipiert, dass sie verschiedene Spektren des Sonnenlichts absorbieren. Die spezifische Struktur einer Triplesolarzelle erlaubt es, mehr Lichtenergie zu absorbieren und in elektrische Energie umzuwandeln, was zu einer höheren Effizienz führt, verglichen mit herkömmlichen, einlagigen Solarzellen.

Funktionsweise

Die Triplesolarzelle besteht aus drei Halbleiterschichten, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen absorbieren. Die oberste Schicht absorbiert das kurzwelligen Licht, während die darunterliegende Schicht das Licht mit mittleren Wellenlängen absorbiert. Die unterste Schicht fängt schlussendlich das langwellige Licht auf, das die oberen beiden Schichten passiert hat.

• Oberschicht: In der Regel aus Galliumindiumphosphid (GaInP) hergestellt, um hohe Energiephotonen (kurzwelliges Licht, UV-Licht) zu absorbieren.
• Mittlere Schicht: In der Regel aus Galliumarsenid (GaAs) hergestellt, um Photonen mittlerer Energie (sichtbares Licht) zu absorbieren.
• Unterschicht: In der Regel aus Germanium (Ge) oder Galliumindiumarsenid (GaInAs) hergestellt, um niedrigenergetische Photonen (IR-Licht) zu absorbieren.

Diese Struktur kann die Energie äußerst effizient nutzen, da sie das Sonnenlicht in drei verschiedene Wellenlängenbereiche unterteilt und diese getrennt voneinander in Strom umwandelt.

Einsatzgebiete und Anwendung

Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades und ihrer Fähigkeit, das Sunnenlicht effektiv zu nutzen, werden Triplesolarzellen vor allem in Bereichen eingesetzt, in denen eine hohe Energieausbeute der Schlüssel zum Erfolg ist.

Das prominenteste Einsatzgebiet von Triplesolarzellen ist die Raumfahrt. Aufgrund ihrer hohen Effizienz und ihrer Fähigkeit, trotz der extremen Umweltbedingungen im Weltraum, eine verlässliche Energiequelle bereitzustellen, sind sie zur ersten Wahl für Satellitensysteme geworden.

Darüber hinaus findet man Triplesolarzellen in kommerziellen, industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen, wo hohe Effizienz und eine hohe Leistungsdichte von entscheidender Bedeutung sind.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Triplesolarzellen einen signifikanten Fortschritt in der Photovoltaik darstellen. Ihre Fähigkeit, das Sonnenlicht effektiver in elektrische Energie umzuwandeln, bietet zahlreiche Möglichkeiten in Bereichen, die auf eine optimale Energieausbeute angewiesen sind. Obwohl die Herstellung dieser Zellen aufgrund ihrer komplexen Struktur eine Herausforderung darstellt und sie daher teurer sind als herkömmliche Zellen, tragen sie doch erheblich zur Weiterentwicklung und Effektivität solarer Energiegewinnung bei.