Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Licht in elektrische Energie mit Hilfe von Solarzellen. Das wichtigste Halbleitermaterial für kristalline Solarzellen ist Silizium. Die kristalline Siliziumzelle ist die derzeit mit 95 % am weitesten verbreite Solarzelle weltweit. Silizium gibt es nicht in Reinform, sondern nur als Verbindung mit Sauerstoff (Siliziumoxid) im Quarzsand.

Zuerst muss der unerwünschte Sauerstoff vom Siliziumoxid getrennt werden. Hierzu wird der Quarzsand mit Kohlepulver hoch erhitzt. Dadurch erhält man 98 %-iges reines metallurgisches Silizium. Für die Nutzung in Solarzellen ist ein hoch reines Material notwendig, so dass eine 2 %ige Verunreinigung noch viel zu erheblich ist. Durch chemischen Prozess wird das Rohsilizium weiter gereinigt. Das danach entstandene hoch reine Silizium kann auf verschiedene Art weiterverarbeitet werden und man erhält mono- und polykristalline Zellen. Für die Herstellung eines Photovoltaik-Modul werden die kristallinen Zellen in Reihe geschaltet.

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