Solarenergie für eine nachhaltige Zukunft

Die Zukunft der Energieversorgung auf unserem Planeten ist eine der zentralen Fragen der nächsten Jahrzehnte. Der Weltenergiebedarf steigt in rasantem Tempo, während gleichzeitig die fossilen Energieressourcen wie Erdöl, Gas und Kohle dem Ende zugehen. Noch in diesem Jahrhundert werden wir verzweifelt nach neuen Energiequellen suchen müssen, Erdöl- und Gasreserven werden in absehbarer Zeit keine mehr vorhanden sein. Wie wird es dann weitergehen?
Wenn wir nicht schon früher umdenken und auf andere Energieformen umstellen, wird zudem ein anderes gravierendes Problem überhandnehmen: Das durch die Verbrennung der noch vorhandenen fossilen Energieträger entstehende Kohlendioxid wird die globale Temperatur immer weiter nach oben treiben und den Klimawandel dramatisch verstärken. Es bleibt der Menschheit kaum ein anderer Ausweg als über kurz oder lang komplett auf alternative saubere Energien und Energieerzeugungsmethoden umzusteigen.

Die Nutzung der Sonnenenergie ist für die künftige Energieversorgung daher von besonderem Interesse. Die Sonnenenergie stellt ein nahezu unerschöpfliches Potenzial dar und ist die wesentliche Energiequelle für die Erde.
Sie entsteht im Sonneninneren durch thermonukleare Reaktionen, über den Prozess der Kernfusion, und bildet die Grundlage allen Lebens auf der Erde.
Selbst die fossilen Energieträger würden ohne die Sonnenenergie nicht existieren, sind sie doch über Jahrmillionen aus Biomasse über die Photosynthese, also unter Ausnutzung von Sonnenenergie, entstanden.
Jetzt verbrauchen wir die so wertvollen Ressourcen jedoch in winzigen Bruchteilen der Zeit, in der sie entstanden sind.

Die Kernfusion ist einer der Hoffnungsträger der Zukunft. Bis zu ihrer kommerziellen Nutzung zur Energieproduktion auf der Erde wird allerdings noch einige Zeit verstreichen.
Momentan ist die direkte Nutzung der Sonnenenergie wesentlich weiter entwickelt.

Tatsächlich liefert uns die Sonne ein Vielfaches dessen, was wir Menschen an Energie verbrauchen. Täglich erreicht ein Vieltausendfaches des menschlichen Bedarfs an Primärenergie in Form von elektromagnetischer Strahlung die Erde.
Dieses enorme Energiepotenzial kann direkt durch thermische oder elektrische Verwertung der Sonnenstrahlung genutzt werden. Sonnenstrahlung kann relativ einfach lokal direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden mittels der Photovoltaik.

Photonen, die Teilchen des Lichts, erzeugen in einem halbleitenden Material eine elektrische Spannung, die in Volt gemessen wird, daher auch der Name Photovoltaik.

Die Geschichte der Solarzelle beginnt vor etwas mehr als fünfzig Jahren in den Bell Laboratories in Murray Hill im US-amerikanischen Bundesstaat New Jersey, die Labors, denen unzählige Entdeckungen und Erfindungen entsprungen sind. Im Jahre 1954 entwickelte ein Forscherteam um D.M. Chapin, C.S. Fuller und P.L. Pearson eine Solarzelle auf der Basis des nahezu unerschöpflichen Elements Silizium, einem der häufigsten chemischen Elemente in der Erdkruste.
Diese Entdeckung markierte den Beginn der Photovoltaik.
Der erhebliche Aufwand bei der Reinigung des einkristallinen Materials und bei seiner Technologie für leistungsfähige Solarzellen beschränkte ihre Anwendung zunächst jedoch auf den Einsatz in der Raumfahrt. Gleichzeitig wurde so ihre Weiterentwicklung sehr gefördert. Erste schnelle Erfolge beim Einsatz von Solarzellen für die Energieversorgung von Satelliten führten zu einer ständigen Weiterentwicklung dieser Technologie.