Was hat der Becquerel-Effekt mit der Energie der Zukunft zu tun?

1839 beobachtete Alexander Edmond Bequerel als Erster, dass Lichtteilchen (Photonen) beim Auftreffen auf eine Metalloberfläche in elektrische Energie umgewandelt werden. Seither ist dieses Phänomen als Becquerel-Effekt oder auch Photoeffekt bekannt und bildet die Grundlage der Stromgewinnung mittels Photovoltaik Anlagen. AlphaSol erklärt das Lichtphänomen in leicht verständlichen Worten und wie Sie es sich zu Nutzen machen können.

Der französische Physiker Alexandre Edmond Becquerel stellte 1839 im Rahmen eines Experiments fest, dass zwischen zwei elektrolytischen Zellen ein lichtabhängiger Stromfluss entsteht. Dazu bestrahlte er eine Metalloberfläche mit Licht und beobachtete daraufhin eine Zunahme der elektrischen Spannung. Der Vater von Henri Becquerel, der später die Radioaktivität von Uran entdecken sollte, konnte zu dem Zeitpunkt den Photoeffekt noch nicht genau erklären, löste aber mit seiner Entdeckung weitere Forschungen aus.

Einstein brachte die Forschung voran

Erst mit seiner Arbeit zum Lichtquanteneffekt 1905, für die Albert Einstein 1921 den Nobelpreis erhalten sollte, konnte der Photoeffekt physikalisch bewiesen und erklärt werden. Nach Einsteins Erklärung ist Licht nicht nur eine Welle, sondern besitzt auch Teilcheneigenschaften. Die Lichtteilchen, Photonen, besitzen demnach eine bestimmte Energieladung, die sie an andere Teilchen übertragen können. Diese Energie lässt sich für verschiedene Prozesse nutzen, unter anderem heutzutage für die Stromerzeugung mittels Photovoltaik Anlagen.

Stromerzeugung dank Photoeffekt Die ersten auf dem Photoeffekt

beruhenden Module wurden in der Raumfahrt genutzt. Schon 1959 wurde der amerikanische Satellit Vanguard I mit 108 Silizium-Solarzellen ausgestattet. Heute wird in der Photovoltaik elektrische Energie dank einer Weiterentwicklung dieser frühen Solarmodule gewonnen. Auch diese bestehen nach wie vor meistens aus Silizium, einem Halbleitermaterial. Halbleiter werden elektrisch leitfähig, wenn ihnen Licht oder Wärme zugeführt wird.

Das Licht der Sonne verursacht beim Auftreffen auf die Solarzelle eine elektrische Spannung. In einem Solarmodul einer PV Anlage werden mehrere Solarzellen in Reihe geschaltet, die Spannung addiert. Jede einzelne Zelle kommt etwa auf 0,6 Volt. Ein gängiges Modul mit etwa 60 Zellen erzeugt auf diese Weise eine Modulspannung von 36 Volt.