Modell wird geladen
Dieses Gerät kann das 3D-Modell nicht anzeigen. Die Schritte des Rundgangs unten lassen sich als Text lesen.
1 / 11 Ein 3-kW-Dach am Mittag Zehn Module liegen auf zwei um 30° geneigten Gestellen. Die Sonne steht 60° über dem südlichen Horizont, sodass das Licht senkrecht auftrifft. Die Anlage erzeugt 3,07 kW Gleichstromleistung. Rechts ist ein Schnitt durch eine Zelle zu sehen, viele Tausend Mal größer gezeichnet.
Ziehen zum Drehen. Mausrad oder zwei Finger zum Zoomen.
Rundgang Teile Steuerung
01 Ein 3-kW-Dach am Mittag Zehn Module liegen auf zwei um 30° geneigten Gestellen. Die Sonne steht 60° über dem südlichen Horizont, sodass das Licht senkrecht auftrifft. Die Anlage erzeugt 3,07 kW Gleichstromleistung. Rechts ist ein Schnitt durch eine Zelle zu sehen, viele Tausend Mal größer gezeichnet.
02 60 Zellen unter Glas Die Schichten des rechten Moduls sind auseinandergezogen dargestellt. Unter dem Glas liegen 60 in Reihe geschaltete Zellen, dann eine weiße Rückseitenfolie. Dahinter hängt die Anschlussdose mit drei Bypassdioden, einer je 20 Zellen. Bei 25 °C liefert das Modellmodul 307 W, also 18,8 % des auftreffenden Sonnenlichts.
03 Warum die Zellen dunkelblau aussehen Unbeschichtetes Silizium reflektiert etwa ein Drittel des Lichts. Die Oberseite ist in kleine Pyramiden geätzt, sodass ein an einer Fläche abprallender Strahl häufig die nächste trifft. Ein 75-nm-Siliziumnitridfilm löscht durch Interferenz viel vom Rest aus. Das wenige zurückkehrende Licht ist blau.
04 Wo n-dotiert auf p-dotiert trifft Die dünne obere Schicht besitzt zusätzliche Elektronen (n-dotiert), der dicken Basis fehlen Elektronen; diese Fehlstellen heißen Löcher (p-dotiert). An der Grenze heben sich Elektronen und Löcher auf und hinterlassen ortsfeste Ionen. Diese erzeugen ein elektrisches Feld von der n-Seite zur p-Seite.
05 Licht löst Elektronen Ein Photon mit mehr als 1,12 eV Energie kann ein Elektron befreien und ein Loch hinterlassen. Erreicht das Paar den Übergang, zieht das Feld das Elektron nach oben in die n-Schicht und drückt das Loch nach unten. Elektronen fließen dann am Draht entlang durch den Verbraucher und treffen hinten auf die Löcher.
06 Der Sonnenwinkel Ein Wintermittag in Seoul: Die Sonne steht nur 29° hoch. Bei 33° Modulneigung treffen die Strahlen 28° von der Senkrechten entfernt ein, und jedes Modul erhält 737 W/m² Licht. Ziehen Sie die Neigung auf 0°: Der Wert fällt auf 442 W/m², weil ein flaches Modul denselben Strahl auf einer größeren Fläche auffängt.
07 Wärme und ein einzelnes Blatt Bei 65 °C verlieren die Zellen je Grad oberhalb von 25 °C etwa 0,4 % ihrer Leistung. Ein Blatt bedeckt nun eine Zelle. Diese kann den Strangstrom nicht mehr führen, weshalb die Bypassdiode ihrer Gruppe von 20 einschaltet und das Modul auf 167 W fällt. Ohne Diode würde die verschattete Zelle mit 138 W heizen.
08 Vom Dach zum Wasserkocher Der Wechselrichter an der Wand wandelt den Gleichstrom in 220 V Wechselstrom um und findet die Spannung mit der höchsten Anlagenleistung. Mittags liefert die Anlage nach 3 % Wechselrichterverlust 2,97 kW. Das Haus nutzt 0,5 kW, der Rest fließt durch den Zähler ins Netz.
09 Mehr als ein Gipfel Ein Blatt bedeckt nun 60 % einer Zelle, und die Leistungskurve des Moduls hat nicht mehr nur einen Hügel: Rechts begrenzt die verschattete Zelle den Strom, links hat ihre Bypassdiode eingeschaltet. Ein Perturb-and-Observe-MPP-Tracking startet nahe der Leerlaufspannung, erklimmt den ersten Gipfel und stoppt bei etwa 151 W. Der höchste Gipfel bei 21,6 V liefert 200 W. Drücken Sie Gesamtdurchlauf, um ihn zu finden.
10 Die wirkliche Sonne über Seoul 21. Dezember in Seoul, 12:00 Uhr. Die NOAA-Gleichungen setzen die Sonne 28,6° über den Horizont und 8° östlich von genau Süden, weil der Sonnenmittag in Seoul um 12:30 eintritt. An einem klaren Tag erzeugt ein um 33° geneigtes Modul 1,36 kWh; die zehn Module liefern nach dem Wechselrichter 13,2 kWh. Eine Neigung von 62° würde an diesem Tag am meisten auffangen: 1,55 kWh je Modul.
11 Sechs Bauweisen einer Zelle Der Schnitt zeigt nun eine TOPCon-Zelle: einen n-dotierten Wafer mit Boremitter oben und hinten ein ein bis zwei Nanometer dickes Oxid unter dotiertem Polysilizium. Weil der Wafer n-dotiert ist, wandern Löcher zu den vorderen Fingern und Elektronen nach hinten. In der NLR-Wirkungsgradtabelle erreichte die beste TOPCon-Zelle im Dezember 2025 26,68 %. Der Reiter Zellquerschnitte bietet auch PERC-, Heteroübergangs-, Rückkontakt- und Perowskit-auf-Silizium-Zellen.
Solarmodul Oben gehärtetes Glas, ein Aluminiumrahmen und darunter eine weiße Rückseitenfolie. Darin liegen 60 Zellen, insgesamt etwa 1,65 m × 0,99 m. Siliziumzellen 60 Zellen mit 156,75 mm Seitenlänge, durch dünne Verbinderbänder in Reihe geschaltet. Im Modell liefert jede unter voller Sonne etwa 5,1 W bei 0,55 V. Anschlussdose und Bypassdioden Drei Dioden auf der Rückseite, eine je Gruppe von 20 Zellen. Ist eine Zelle einer Gruppe verschattet, lässt ihre Diode den Strom außen herumfließen. Antireflexbeschichtung Ein etwa 75 nm dicker Siliziumnitridfilm auf einer in winzige Pyramiden geätzten Oberfläche. Deshalb sehen die Zellen dunkelblau aus. n-dotiertes Silizium Eine dünne obere Schicht, mit Phosphor dotiert, der zusätzliche Elektronen bereitstellt. Die von den Fingern gesammelten Elektronen fließen hier hindurch. pn-Übergang und Verarmungszone Wo n auf p trifft, stehen ortsfeste positive Ionen (rot) ortsfesten negativen Ionen (blau) gegenüber. Orange Pfeile zeigen das elektrische Feld dazwischen. p-dotiertes Silizium Die dicke Basis, mit Bor dotiert, das Löcher hinterlässt. Hier wird der größte Teil des Lichts absorbiert. Elektroden Silberfinger vorne und eine Aluminiumschicht hinten. Sie sammeln die Ladungen und geben sie an den Draht weiter. Photonen, Elektronen und Löcher Farbige Streifen sind Photonen. Jedes absorbierte erzeugt ein blaues Elektron und ein rotes Loch. Blaues Licht endet nahe der Oberseite; rotes dringt tiefer ein. Wechselrichter Wandelt den Gleichstrom vom Dach in Wechselstrom für das Haus um und hält die Module an ihrem Punkt maximaler Leistung. Zähler und Haus Das Haus nutzt, was es benötigt. Im Modell nimmt es 0,5 kW auf; der Rest fließt durch den Zähler zur Straße.
