PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN KAUFT MAN DIREKT BEIM HERSTELLER.

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Solarmodule gibt es in unterschiedlichen Arten, die alle spezielle Vor- und Nachteile haben. Aber welches sind die richtigen Module für Ihre Photovoltaikanlage? Sollten Sie sich aufgrund der hohen Leistung für monokristalline Solarzellen entscheiden oder doch kostengünstigere polykristalline Solarzellen wählen? Wir geben Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Modularten und erklären Ihnen, worauf Sie bei der Investition achten sollten.

Woraus bestehen polykristalline und andere Solarzellen?

Zuerst soll die Frage geklärt werden, welche Modul-Arten es heute zu kaufen gibt und woraus die Solarmodule hergestellt werden. Ein Solarmodul wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Ein Modul besteht aus mehreren Solarzellen, die in Serie oder parallel geschaltet sind. Um Strom zu erzeugen und zu leiten, werden verschiedene Halbleitermaterialien innerhalb der Photovoltaik-Module verwendet.

Das Grundmaterial für Halbleitersolarzellen ist Silicium (Silizium). Bis 2005 wurde vor allem Restsilicium aus der Chipproduktion verwendet, mittlerweile wird Silicium zunehmend speziell für die Verwendung in der Solarzelle produziert. In der Natur kommt Silicium in großer Menge als Siliciumoxid (Quarz) oder Silicat vor. Neben Silicium als Grundstoff wird auch eine Kontaktschicht benötigt, die früher oft aus Silber bestand, heutzutage aber häufig aus Aluminium oder Kupfer gefertigt wird, die ebenfalls in großer Menge in der Natur vorkommen.

Silicium ist für die Halbleitertechnik nahezu ideal. Es ist in großen Mengen verfügbar und dadurch preiswert, lässt sich hochrein und einkristallin herstellen und als n- und p-Halbleiter dotieren. Einziges Manko: Durch die Ausprägung seiner Bandlücke (nicht verwertbarer Teil des Sonnenlichts) ist Silizium als indirekter Halbleiter für die optische Wechselwirkung wenig geeignet. Deswegen müssen die Silicium-Schichten monokristalliner und polykristalliner Photovoltaik-Zellen mindestens 100 µm stark sein, um das Licht ausreichend stark absorbieren zu können. Bei Silicium mit mikrokristalliner Struktur oder anderen Grundmaterialien genügen 10 µm.

Einteilung der Solarzellen anhand des Kristall-Aufbaus und der Zelltechnologie

Für die Effizienz einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ist es wichtig, dass die verschalteten Solarzellen möglichst gleichartig sind. Dafür werden die Solarzellen klassifiziert. Je nach Aufbau der Siliciumkristalle unterscheidet man folgende Typen:

  • Monokristalline Solarzellen: Diese Modul-Art gehört zu den Dickschicht-Modulen. Hierfür werden sogenannte Wafer verwendet, die auch in der Halbleiterherstellung zum Einsatz kommen. Wafer sind einkristalline Siliciumscheiben, die jeweils etwa 0,18 mm stark sind und deren Bausteine ein einheitliches, homogenes Kristallgitter bilden. Monokristalline Solarzellen sind verhältnismäßig teuer. Optisch sind diese Photovoltaik-Module leicht an ihrer Struktur und Farbe zu erkennen. Da die monokristallinen Solarzellen aus reinem Silizium bestehen, dessen Kristalle alle die gleiche Orientierung besitzen, haben die Module eine gleichmäßige Oberfläche und eine wabenartige Struktur mit einer dunkelblauen bis schwarzen Färbung.
  • Polykristalline Solarzellen: Auch diese Modul-Art gehört zu den Dickschicht-Modulen. Die Zellen bestehen aus rechteckigen Scheiben, die nicht überall die gleiche Kristallorientierung und -größe aufweisen. Die quaderförmigen, polykristallinen Rohlinge lassen sich beispielsweise durch ein Gießverfahren herstellen. Nach dem Erkalten der Masse bilden sich eisblumenartige Kristallstrukturen. Der Rohling wird dann in etwa 0,2 mm starke, rechteckigen Scheiben geteilt. Polykristalline Solarzellen sind deutlich preiswerter in der Herstellung, da das zeit- und energieaufwendige Rekristallisieren eines Einkristalls entfällt. Daher ist ihre Verwendung in Photovoltaikanlagen am meisten verbreitet. Betrachtet man die polykristallinen Solarzellen, fällt sofort die vorhandene Oberflächenstruktur auf. Teilweise sind auch einzelne Kristallgrenzen erkennbar. Polykristalline Solarmodule haben eine quadratische Struktur, sind etwas heller als monokristalline Module und weisen eine bläuliche Färbung auf.
  • Amorphe Solarzellen: Diese Solarzellen sind sogenannte Dünnschichtzellen oder auch Dünnschichtmodule. Sie bestehen aus einer dünnen, nichtkristallinen (amorphen) Siliciumschicht, die etwa 100-mal dünner ist als bei poly- oder monokristallinen Modulen. Amorphe Solarzellen können beispielsweise durch Aufdampfen auf das Trägermaterial (z.B. Glas oder Kunststoff) hergestellt werden. Diese Herstellungsform ist relativ preiswert. Allerdings haben diese Dünnschichtmodule im Sonnenlicht einen nur geringen Wirkungsgrad. Bei wenig Licht, Streulicht und bei hoher Betriebstemperatur bieten sie jedoch Vorteile. Besonders häufig kommen amorphen Zellen im kleinen Rahmen, beispielsweise auf Taschenrechnern oder Uhren, zum Einsatz – dann meistens mit Kunststoff und nicht mit Glas als Trägermaterial.
  • Mikrokristalline Zellen sind Dünnschichtzellen mit mikrokristalliner Struktur. Sie weisen einen höheren Wirkungsgrad als amorphe Zellen auf und sind nicht so dick wie die gängigen polykristallinen Zellen. Sie werden teilweise für Photovoltaikanlagen verwendet, sind jedoch noch nicht sehr weit verbreitet.
  • Tandem-Solarzellen sind übereinander geschichtete Solarzellen, meist eine Kombination von polykristallinen und amorphen Zellen. Es gibt auch Tandem-Zellen mit einer amorphen und einer mikroristallinen Schicht. In jedem Fall bestehen die einzelnen Schichten aus unterschiedlichem Material und sind auf einen anderen Wellenlängenbereich des Lichtes abgestimmt. Die oberen Zellen absorbieren nur einen Teil des Lichtspektrums. Da sie halbtransparent sind, können die übrigen Wellenlängen des Lichtes in die darunter liegende Schicht dringen und dort verwertet werden. Durch ein breiteres Ausnützen des Lichtspektrums der Sonne haben diese Zellen einen besseren Wirkungsgrad als einfache Solarzellen. Sie werden teilweise bei Photovoltaikanlagen verwendet, sind jedoch noch relativ teuer.

Neben amorphen, mikrokristallinen, monokristallinen oder polykristallinen Solarmodulen auf Silicium-Basis gibt es weitere Grundmaterialien für die Herstellung von Solarmodulen. Ein Beispiel sind CIGS-Solarzellen, die aus Kupfer, Indium, Gallium und Diselenid bestehen und in Dünnschichttechnologie gefertigt werden können. Auch CIGS-Solarzellen sind polykristallin und dadurch günstiger in der Herstellung als monokristalline Solarzellen. Die Wirkungsgrade sind relativ hoch, die Energieamortisationszeit ist dabei geringer als bei Dickschicht-Modulen. Allerdings ist der Rohstoff Indium relativ knapp und die Entsorgung der Solarmodule am Ende ihrer Lebensdauer ist durch den Kupfergehalt deutlich aufwendiger.

Wirkungsgrad der Solarmodule

EigenschaftMonokristallinPolykristallinDünnschicht (amorph oder mikrokristallin)CIGS
Wirkungsgrad14-20%12-16%6-10%13-15%
SchwachlichtverhaltenEinbußen bei diffusem LichtEinbußen bei diffusem LichtNur geringe EinbußenNur geringe Einbußen

Solarmodul Monokristallin: lange Zeit bis zur energetischen Amortisation

Monokristalline Solarzellen werden aufwendig unter hohem Zeit- und Energiebedarf hergestellt. Dieses Verfahren sorgt dafür, dass monokristalline Solarzellen eine schlechtere Umweltbilanz aufweisen als andere Photovoltaik-Module. Die aufwendige Herstellung der Module ist auch der Grund dafür, dass die energetische Amortisation bei einem monokristallinen Solarmodul deutlich länger dauert als bei anderen Modul-Arten. Die energetische Amortisation bezeichnet den Zeitpunkt, an dem der Solarertrag den Energieaufwand der Herstellung übersteigt.

Aktuell sind monokristalline Solarzellen in etwa einem Drittel aller Photovoltaik-Anlagen verbaut. Der hohe Wirkungsgrad bei optimaler Sonneneinstrahlung macht den Einsatz dieser Solarzellen vor allem für kleine, nach Süden ausgerichtete Dachflächen attraktiv. Wer privat Strom für seinen eigenen Stromspeicher und damit den Eigenverbrauch erzeugen möchte, setzt daher meist auf diese Art der Photovoltaik-Module.

Solarmodul Polykristallin: kosteneffektiv und ideal für große Dachflächen

Der Einsatz polykristalliner Solarzellen rechnet sich vor allem bei großen Dachflächen ab 1000 m², wie sie bei SunShine Energy im Angebot sind. Auf einer großen Fläche erzeugen polykristalline Module trotz etwas geringerem Wirkungsgrad eine große Menge Energie – die energetische Amortisierung wird aufgrund der weniger zeit- und energieintensiven Herstellung relativ schnell erreicht. Verbunden mit den geringeren Anschaffungskosten, macht dies die polykristallinen Solarzellen zum idealen Grundstein für ein Solar Investment.

Da polykristalline Module vergleichsweise preiswert sind und dennoch eine gute Leistung erzielen, sind sie die am häufigsten installierten Photovoltaik-Module in Deutschland. Für rund die Hälfte der momentan installierten Photovoltaik-Anlagen werden polykristalline Solarmodule genutzt; mono- oder mikrokristalline Module sowie andere Arten der Solarzellen weisen einen geringeren Marktanteil auf.

Polykristalline Module haben das beste Preis-Leistungs-Verhältnis

Die Frage, ob mono- oder polykristalline Solarmodule installiert werden sollen, kann zugunsten der polykristallinen Variante beantwortet werden. Polykristalline Solarzellen sind quadratisch, wodurch die Herstellung der Module weniger aufwendig ist und nur geringe Abfälle entstehen. Daher sind polykristalline Solarzellen preiswerter als monokristalline Solarzellen. Auch die Umweltbilanz der Photovoltaik-Anlage an sich ist besser, denn für die Herstellung der Module ist keine so große Energiemenge erforderlich. Besonders, wenn man für eine große Dachfläche eine passende Solaranlage kaufen möchte, ist dies entscheidend. Nicht umsonst werden polykristalline Solarzellen oft als die Zellen mit dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis bezeichnet.

Monokristallin oder Polykristallin: Für welche Module sollten Sie sich entscheiden?

Das Beste vorweg: Wir übernehmen die Planung und ermitteln pro Photovoltaik-Anlage die performantesten Module für Sie – Sie brauchen sich hierüber also nicht den Kopf zu zerbrechen.

Im Allgemeinem gilt Folgendes: Aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades benötigen monokristalline Solarzellen weniger Fläche für die Erzeugung einer vergleichbaren Strommenge. Haben Sie lediglich eine begrenzte Dachfläche zur Verfügung, empfiehlt sich daher die Wahl von monokristallinen Photovoltaikmodulen. Trotz des erhöhten Modulpreises sind monokristalline Module hier sinnvoll.

Bei großen Dachflächen oder Freilandanlagen lohnt sich hingegen oft die polykristalline Zelltechnik. Hier spielt der Faktor der verfügbaren Fläche keine Rolle und die gleiche Leistung kann auch mit einer größeren Anzahl kostengünstigerer Module erreicht werden.

Wir verbauen in 90% aller Fälle polykristalline Module, da die Wirtschaftlichkeit unserer Anlagen für Sie im Vordergrund steht. Lassen Sie sich zu Ihrem persönlichen Solar-Investment gern von uns persönlich beraten.

Wie viel Power hat ein Solarmodul?

Wie viel Kraft in einem Solarmodul – monokristallin oder polykristallin – steckt und welche Leistung ein solches Modul liefern kann, veranschaulicht Prof. Dr. Volker Quaschning in diesem Video:

Welche Modul Partner wählen wir?

Wir verwenden ausschließlich Partner die nach BLOOMBERG TIER 1 zertifiziert sind. Die TIER 1-Liste wird jedes Quartal aktualisiert und beinhaltet Solarmodul-Hersteller, die eine starke Gewährleistung bieten und bei denen es sehr wahrscheinlich ist, dass die Solarmodule die angestrebte Nutzungsdauer von 25 Jahren erreichen.

Um sich für die Tier-1-Liste von Bloomberg zu qualifizieren und in der Reihenfolge der Leistung aufgeführt zu werden, muss ein Hersteller Folgendes nachweisen:

  • Mindestens 6 verschiedene Projekte von 1,5 MW oder mehr in den letzten 2 Jahren,
  • die von 6 verschiedenen Banken (sofern verfügbar – ohne zusätzliche Unterlagen) eine Kreditfinanzierung erhalten haben
  • Hersteller müssen über Produktionsstätten und den Markennamen verfügen
  • Dürfen keinen Insolvenzantrag gestellt haben, dürfen nicht insolvent oder bei Anleihezahlungen in Verzug geraten sein

TIER 1-zertifizierte Hersteller bieten also für ein Solar-Investment höchste Sicherheit, was Qualität und Finanzierbarkeit anbelangt.

Hier finden Sie eine Übersicht der BLOOMBERG Tier 1 Solarmodul-Hersteller. Diese Übersicht ist aus dem 2. Quartal 2018 und wird jedes Quartal neu heraus gegeben. Mit einem * markierte Hersteller werden von SunShine Energy verwendet:

So kommt die Tier 1 Qualifikation von Bloomberg zustande

Das Video zeigt, wie die Tier 1-Qualifikation für Hersteller von monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen und Solarmodulen zustande kommt.

Auf diese Prüfungen legen wir bei der Auswahl unserer Solarmodule wert

Alle Solarmodule – monokristallin oder polykristallin – müssen folgende 52 Qualitätsprüfungen bestehen, um in unseren PV-Anlagen eingesetzt werden zu können. So garantieren wir höchste Qualitätsstandards und können Ihnen ein langlebiges Produkt und sichere Renditen garantieren.

  • PID-Prüfung gemäß VDE
  • Salznebelprüfung gemäß VDE
  • Sandsturmprüfung gemäß TÜV NORD
  • Hagelprüfung gemäß VDE
  • Schwefeldioxid-Prüfung gemäß CPVT
  • Doppel-IEC-/Kombiprüfung gemäß VDE
  • Strenge Ammoniakgasprüfung gemäß TÜV/VDE
  • Dynamische Last im Windkanal im Staatslabor der Jiaotong-Universität Shanghai
  • Umwandlungswirkungsgrad bis zu 17,2%
  • Spannungsfestigkeit bis zu 1500 V
  • Zweimaliges Erreichen von 100% bei der Online-EL-Prüfung: Jeweils einmal vor und einmal nach der Beschichtung, um das Nicht-Vorhandensein versteckter Rissen zu gewährleisten
  • Stromeinstufungstechnologie für 2% mehr Leistungsausbeute
  • Beständig gegen 3800 Pascal Windlasten bzw. 5400 Pascal Schneelasten
  • 12 Jahre Qualitätsgarantie für Produkte und 25 Jahre Qualitätsgarantie für lineare Leistung

Individuelle Beratung ausmachen und gut informiert investieren

Bei Fragen zu unseren Solaranlagen und der Wahl von monokristallinen Solarzellen oder polykristallinen Solarzellen, vereinbaren Sie gern eine Beratung mit uns. Sie erreichen unsere Experten telefonisch unter 0800 / 65 20 000 oder jederzeit über unser Kontaktformular.