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Solarzellen werden aus Silicium hergestellt. Dieses kommt in reiner Form in der Natur nicht vor, man findet es überwiegend als Quarz, einem Siliciumoxid. Um hieraus Silicium zu gewinnen, wird es zusammen mit Kohle in einem Elektroofen eingeschmolzen. Als Ergebnis erhält man zunächst ein stark verunreinigtes Rohsilicium. Auf Grund der starken Verunreinigung läßt sich jedoch noch keine Solarzelle herstellen, das Rohsilicium muß zunächst raffiniert (gereinigt) werden. Um das Rohsilicium zu raffinieren, wendet man die Destillation an, ähnlich dem Verfahren zur Gewinnung von Weinbrand aus Wein. Während jedoch bei der Weindestillation Wasser zurückbleibt, bleibt bei der Siliciumraffination die Verunreinigungen zurück. Durch mehrmaliges Wiederholen dieses Destillationsprozesses gelingt es schließlich, die Verunreinigung des Siliciums um etwa das 100.000fache zu senken.
Das auf diese Weise gewonnene Silicium wird nochmals eingeschmolzen und kann dann schließlich in die Zellproduktion gehen.
Um aus dem Silicium jetzt eine Solarzelle herzustellen, gibt es verschiedene Verfahren, je nachdem, welche Art von Zelle produziert werden soll:
1. Amorphe Silicium-Solarzellen
Am einfachsten ist der Bau einer amphoren Silicium-Solarzelle. Da das Silicium direkt aus der Gasphase auf das Trägermaterial (entweder eine Glasscheibe oder aber eine flexible Metallfolie) gelangt, müssen keine einzelnen Zellen hergestellt werden. Sie werden mit einem Laserstrahl ausgeschnitten.
2. Monokristalline Solarzellen
Die Herstellung von monokristallinen Solarzellen ist am aufwendigsten, denn hier wird aus dem geschmolzenen Silicium ein einziger Kristall. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig, da der Kristall nur sehr langsam wächst.
3. Polykristalline Solarzellen
Die Herstellung von polykristallinen Solarzellen erfolgt durch Einschmelzen des Siliciums, welches anschließend in eine Kokille (Gußeisen) gegossen wird. Durch das langsame Abkühlen der Schmelze entstehen Siliciumkristalle.
Die Vorteile im Gußverfahren liegen in der höheren Produktionsgeschwindigkeit und im geringeren Energieverbrauch während der Herstellung.
Die nun folgenden Schritte sind bei allen drei Arten identisch:
Durch ein thermisches Verfahren muß die Solarzelle zunächst mit Bor und Phosphor leitfähiger für den elektrischen Strom gemacht werden. Dieses nennt man Dotierung. Nun ist Solarzelle im Prinzip funktionsfähig. Sie muß nur noch mit metallischen Kontakten an der Oberfläche bestückt (die Kontakte ziehen sich wie ein Spinnennetz über die gesamte Oberfläche) und mit eine Antireflexschicht abgedampft werden. Jetzt ist die Solarzelle einsatzbereit.
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