„Die Sonne wird uns nie eine Rechnung schicken“, lautet eines der beliebtesten Argumente für Solarenergie. Abgesehen davon, dass uns auch „die Erde“ für Erdöl und Erdgas, das wir ihr entziehen, keine Rechnung schickt, benötigen wir zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht aufwendige und teure Technik. Neben Sonnenkollektoren, vor allem zur Erwärmung von Wasser, ist die Solarzelle das probate Mittel zur Gewinnung von Strom aus Sonnenstrahlung.
Wer heute seine Taschenlampe mit Strom aus einer solarbetriebenen Ladestation auflädt, nutzt Effekte, die schon vor über 160 Jahren entdeckt wurden. 1839 beobachtet der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel den sogenannten photoelektrischen Effekt. Dabei wird eine Metalloberfläche mit elektromagnetischer Strahlung kurzer Wellenlänge, also z.B. Sonnenlicht, bestrahlt und setzt dadurch Elektronen frei. (Grafik)
Übrigens, Alexandre Edmond Becquerel kam aus einer wahren Wissenschaftlerdynastie. Schon sein Vater war Physiker und Präsident der Französischen Akademie der Wissenschaften und sein Sohn, Antoine Henri Becquerel erhielt 1903 den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung der Radioaktivität verliehen.
Nach der Entdeckung Becquerels dauert es „nur mehr“ ca. 30 Jahre bis der Amerikanische Erfinder Charles Fritts 1883 die erste Solarzelle baut. Aus Selenium und Gold bastelt Fritts ein Gerät mit einem Wirkungsgrad von gerade mal einem Prozent. Ein gar nicht so schlechter Wert, wenn man bedenkt, dass heute gebräuchliche Solarzellen einen Wirkungsgrad zwischen 10 und 20 Prozent erreichen.
In den folgenden Jahren beschäftigen sich viele Wissenschaftler, u.a. auch Albert Einstein, mit der Erforschung des photoelektrischen Effekts bei verschiedensten Metallen. Einen entscheidenden Schub bekommt die Solarzelle mit der Expansion des Menschen ins Weltall. Zum Betrieb von Satelliten benötigt man zuverlässige Energiequellen ohne herkömmlichen Treibstoff. 1954 entsteht in den Bell Labs die erste auf Silizium basierende Solarzelle. Ihr Wirkungsgrad beträgt sechs Prozent. Keine zehn Jahre später kreist der Kommunikationssatellit Telstar 1 im Orbit und bezieht 14 Watt aus kleinen Solarzellen auf seiner Oberfläche. (Bild) Die New York Times sagt der Solartechnik eine große Zukunft voraus, mit deren Hilfe wir die unendlichen Menge an Energie der Sonne nutzbar machen werden.
Die Energie- und Öl-Krise in den 1970ern wirkt sich positiv auf die Entwicklung der Solartechnik aus. US-Präsident Jimmy Carter stattet das Weiße Haus mit einer Solaranlage aus und brachte damit die Solarzelle endgültig in die öffentliche politische Diskussion, aus der sie heute nicht mehr wegzudenken ist.
