Reflexionsverluste treten bei einfallendem Sonnenlicht auf den Solarmodulen auf und tragen als ein Teil zu der Minderung des Wirkungsgrads bei. Diese können im Zweifel bis zu 10 Prozent ausmachen, können jedoch durch diverse Vorkehrungen verringert werden.
Wo treten diese Verluste auf?
Reflexionsverluste treten immer dann auf, wenn Sonnenlicht auf ein anderes Medium trifft. Bei den einzelnen Solarzellen sind das zwei verschiedene Medien. Zum einen muss das Licht die schützende Glasschicht passieren, sowie das absorbierende Material, welches das Licht in elektrische Energie umwandelt.
Minimal sind die Reflexionsverluste immer, wenn die Sonne im perfekten rechten Winkel auf das Solarmodul trifft. Je flacher der Einfallswinkel ist, desto höher ist dann auch der reflektierte Teil und damit der Verlust.
Minderungsmaßnahmen
Solarglas
Solarglas ist ein spezielles Glaskonstrukt, welches sich durch eine sehr hohe optische Durchlässigkeit auszeichnet. Weiterhin ist auf diesem Glas eine durchsichtige Antireflexschicht aufgetragen. Wenn nun das Sonnenlicht aus einem flachen Winkel einfällt, wird das Licht durch die Schicht gebrochen und so in das Innere gelenkt. Wenn das Licht im Zenit steht und im rechten Winkel auf die Solarmodule einfällt, wirkt die Antireflexschicht am besten: Sie ist so dünn bemessen, dass sich die an ihrer Ober- und Unterseite reflektierten Lichtwellen durch destruktive Interferenz weitgehend auslöschen. Dadurch wird weniger Licht reflektiert, und mehr Licht gelangt in das Innere der Module. Diese Antireflexschicht wird daher bei jedem Solarglas aufgetragen.
Absorbierender Lack bei Solarthermie
Je niedriger der Albedo eines Gegenstands ist, desto mehr Sonnenenergie wird absorbiert und kann umgewandelt werden. Der Albedo eines Körpers beschreibt das Rückstrahlvermögen eines Körpers.
Dementsprechend müssen Solarthermiekollektoren einen möglichst geringeren Albedo aufweisen. Um diesen zu erreichen werden besondere Lacke angewendet, die zum einen sehr dunkel sind, aber auch mit einer selektiven Schicht versehen sind, welche Streuungen des Lichts verhindern.
Oberflächenbeschaffenheit der Solarzellen
Elektrische Energie wird bei Solarzellen nur aus dem kurzwelligen Teil des Sonnenlichts gewonnen. Dieser kurzwellige Teil besteht hauptsächlich aus blauem Licht. Dementsprechend muss diesem Teil genug Verweilzeit gegeben werden, um von der Zelle genutzt zu werden. Diese Verweilzeit wird durch die Anrauung der Solarzellenoberfläche erreicht. Hier trifft das Licht in die einzelnen Vertiefungen und wird durch mehrfaches Reflektieren letztendlich aufgenommen und optische Verluste werden vermieden. Dieses Verfahren wird bei monokristallinen wie bei polykristallinen Solarzellen verwendet.
Ertragssteigerung
Durch Anwendung und Implementierung dieser Optimierungsoptionen lässt sich ein großer Teil der Reflexionsverluste vermeiden, die ohne solche Maßnahmen bis zu 10 Prozent ausmachen können. Großer Vorteil dieser Optimierungen ist der vergleichsweise geringe Preis, welcher hauptsächlich auf die stetig geringeren Materialkosten zurückzuführen ist. Daher werden diese Optionen in nahezu jedem Photovoltaikmodul eingebaut und angewandt.
