Solarmodule - Photovoltaik Systeme im Themenüberblick

Monokristalline Solarzellen werden aus einem einzelnen reinen Silizium-Kristall hergestellt. Von dem Kristall werden dünne Scheiben abgesägt. Diese werden dann zu einem Solarmodul zusammengefügt. Monokristalline Solarzellen sind dunkel und relativ schwer. Die Herstellung ist sehr aufwendig, weshalb monokristalline Solarmodule auch vergleichsweise teuer sind. Sie liefern allerdings von allen Solarmodulen momentan den höchsten Wirkungsgrad und sind daher auch weit verbreitet. Hersteller sind beispielsweise IBC Solar, Suntech, Schott Solar und Aleo Solar.

Polykristalline Solarzellen werden auch aus Silizium hergestellt. Allerdings wird das Silizium geschmolzen und zu einem Block gegossen. Nachdem der Block abgekühlt ist, werden dann wieder Scheiben abgesägt. Polykristalline Solarzellen haben eine deutlich sichtbare kristalline Struktur und sind bläulich gefärbt. Der Wirkungsgrad ist geringer als bei monokristallinen Solarzellen, allerdings sind polykristalline Solarzellen günstiger. Hergestellt werden polykristalline Solarzellen zum Beispiel von den Unternehmen Suntech, ET Solar, Schüco und Scheuten.

Bei der Herstellung der Dünnschichtmodule wird eine sehr dünne Schicht Silizium auf eine Glasscheibe aufgetragen. Aufgrund dessen ist die Herstellung von Dünnschichtmodulen einfach und die Module sind sehr leicht und günstig. Dadurch sind die Module sehr flexibel und können in vielen Bereichen eingesetzt werden. Dünnschichtmodule haben allerdings einen geringeren Wirkungsgrad und müssen vorzugsweise auf großen Dachflächen angebracht werden, um eine gute Leistung zu erzielen. Vorteilhaft ist jedoch, dass Dünnschichtmodule auch bei schwachen Lichtverhältnissen einen guten Ertrag erwirtschaften. Hersteller von Dünnschichtmodulen sind unter Anderem Solar, First Solar, Conergy und SolarTec.

CIGS-Module sind eine Sonderform der Dünnschichtmodule. Die Module sind röhrenförmig aufgebaut und können somit aus allen Winkeln Solarstrahlung aufnehmen. Unter dem Solarmodul kann eine weiße Reflektorfolie ausgebreitet werden, welche für einen zusätzlichen Ertrag sorgt. Die Module sind allerdings noch nicht lange auf dem Markt und daher noch vergleichsweise teuer. Auch beim Wirkungsgrad haben CIGS-Module noch einen gewissen Nachholbedarf. Eine weiteres experimentelles Solarmodul sind die Perowskit Solarzellen. Sie sind leicht, einfach herzustellen und sehr leistungsfähig. Allerdings sind sie derzeit noch relativ instabil und weisen noch einen hohen Bleigehalt auf. Schreitet die Forschung erfolgreich weiter, wird mit einem Markteintritt innerhalb der nächsten Jahre gerechnet. Die Tandemsolarzelle befindet sich in einem ähnlichen Stadium - auch sie ist noch nicht zur Marktreife gelangt, verspricht aber sehr hohe Wirkungsgrade bei optimaler Ausnutzung eines großen Anteils einfallender Sonnenstrahlung.

Bereits erhältlich sind die bifazialen Solarmodule. Sie gestehen auch über ihre Rückseite Energie aus der Sonneneinstrahlung. Besonders auf Flachdächern und Freiflächenanlagen können sie deutliche Mehrerträge liefern.

Die Grätzelzelle ist eine Form der Solarzelle, die nicht mit Halbleitermaterial arbeitet, aber zu den Dünnschichtzellen zählt. Sie wurde nach ihrem Erfinder Michael Grätzel benannt. Sie wird auch als Farbstoffzelle oder als elektrochemische Farbstoff-Solarzelle bezeichnet. Die Grätzelzelle lässt sich nicht unter die klassischen kristallinen Solarmodule oder die amorphen Solarzellen einordnen - sie verwenden organische Farbstoffe zur Lichtabsorption, darunter z.B. auch Chlorophyll. Die Grätzelzellen ahmen mit ihrer Technik die pflanzliche Photosynthese auf technischem Weg nach.

Zu den bislang bestehenden Problemen zählt, dass kommerzielle Solarmodule bislang nur mit einem einstelligen Wirkungsgrad aufwarten. Die theoretische Maximaleffizienz liegt allerdings bedeutend höher. Modulwirkungsgrade von mehr als 10 Prozent sind bereits praktisch erzielt worden. Auch bei der Langlebigkeit der Module besteht noch Forschungsbedarf.

Bei der Wahl zwischen monokristallin, polykristallin oder anderen Modultypen wie transparenten Solarmodulen ist es entscheidend, die Module bei der Planung der Photovoltaikanlage hinreichend zu vergleichen. Aber nicht nur die Module sind entscheidend: durch die äußerst individuellen baulichen Voraussetzungen wie der Dachneigung oder der Ausrichtung sollte vor dem Kauf einer Anlage unbedingt eine professionelle Beratung stehen, die die örtlichen Gegebenheiten genau analysiert und in die Planung mit aufnimmt.

Gut zu wissen: Die Frage nach neuen Solarmodulen kann sich aber auch bei einer Repowering Maßnahme stellen. Hier haben wir Ihnen weitere Informationen zum Repowering einer Photovoltaik Anlage zusammengestellt sowie zur fachgerechten Entsorgung alter Photovoltaik Module.