Monokristalline Solarzellen - leistungsstarke Module

Monokristalline Solarzellen wurden ursprünglich für die Raumfahrttechnik und für Satelliten entwickelt. Später wurden monokristalline Solarmodule auch für ergebundene Photovoltaik-Anlagen genutzt und sind für ihren hohen Wirkungsgrad bekannt. Monokristalline Module sind teurer als polykristalline Varianten, dafür weisen diese Solarzellen auch weitaus höhere Wirkungsgrade auf.

Monokristalline Solarzellen aus hochreinem Silizium

Monokristalline SolarzellenMonokristalline Solarzellen: hochreines Silizium erhöht
den Wirkungsgrad deutlich, Bild: wagner-solar.com
Monokristalline Solarzellen für Photovoltaik Anlagen werden in einem aufwendigen Verfahren aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Dabei werden einkristalline Stäbe aus einer Siliziumschmelze gezogen. Anschließend werden diese Stäbe in dünne Scheiben zersägt, welche "Wafer" genannt werden.

Die einzelnen monokristallinen Solarzellen werden miteinander zu Solarmodulen verschaltet. Bei einer Serienschaltung der Solarzellen wird eine höhere Spannung erzielt, was für allem für kleinere Photovoltaikanlagen nützlich ist. Eine Parallel­schaltung der Solarzellen sorgt vor allem bei teilweise verschatteten Solarmodulen für einen höheren Durchschnittsertrag.

Monokristalline Solarzellen werden dazu meistens in eine "square-round"-Form gebracht, dies bedeutet quadratisch mit abgerundeten Ecken. Solarmodule aus monokristallinen Solarzellen haben eine dunkel­blaue bis schwärzliche Färbung und wirken sehr glatt und eben. Sie haben eine Lebensdauer von rund 30 Jahren. Ein monokristallines Solarmodul wiegt größenbedingt zwischen rund 8 und 16 Kilogramm und ist damit deutlich schwerer als beispielsweise ein Dünnschichtmodul.

Monokristalline Module erzielen einen hohen Wirkungsgrad

Monokristalline Solarzellen haben im Vergleich zu polykristallinen Solarzellen einen sehr hohen Siliziumanteil und sind daher mit einem Wirkungsgrad von bis zu rund 20 Prozent die effektivsten Solarzellen bei direkter Sonneneinstrahlung. Monokristalline Solarmodule sind deshalb auch sehr gut geeignet, wenn nur eine geringe Dachfläche für eine Photovoltaik-Anlage zur Verfügung steht, oder wenn eine sehr hohe Leistung erzielt werden muss. Monokristalline Solarmodule werden beispielsweise von IBC Solar, Suntech, Schott Solar und Aleo Solar hergestellt.

Allerdings sind monokristalline Module aufgrund der aufwendigen Herstellung auch vergleichsweise teuer. Monokristalline Solarzellen büßen bei diffusem Licht an Leistung ein. Bei einer Dachfläche, die nicht direkt nach Süden ausgerichtet ist, kann sich der Wirkungsgrad der Solarmodule daher reduzieren. Alternativ kann ein Nachführsystem die Ausrichtung der Module stellenweise ausgelichen

Monokristalline Module benötigen länger bis zur energetischen Amortisation

Die zeit- und energieaufwendige Herstellung sorgt dafür, dass monokristalline Solarzellen eine schlechtere Umweltbilanz aufweisen als andere Photovoltaik Module. Die energetische Amortisation, also die Zeit, bis der Solarertrag den Energieaufwand der Herstellung übersteigt, ist bei monokristallinen Solarmodulen im Vergleich zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen deutlich länger.

Zurzeit werden rund ein Drittel aller Photovoltaik-Anlagen mit monokristallinen Solarzellen betrieben, da die Module zwar aufwendig in der Herstellung und teurer sind, dies aber durch einen hohen Wirkungsgrad wieder ausgleichen.

Neben monokristallinen und polykristallinen Solarzellen sind auch besonders dünne cigs-Module erhältich. Bei der Wahl der Module ist es ratsam, einen Photovoltaik Fachbetrieb zu finden, der beratend zur Seite steht.

Autor: Chistian Märtel