Solarzellen im Vergleich

Polykristalline, monokristalline Solarzellen oder Dünnschichtmodule? Im direkten Vergleich zeigen die Modultypen individuelle Unterschiede. Das Material, aus dem die Module gemacht sind, aber auch die Herstellungsweise nimmt großen Einfluss auf die Leistung. Je nach Halbleitermaterial werden Solarzellen unterteilt.

Polykristalline Solarzellen

Das Halbleitermaterial bei polykristallinen Solarzellen ist Silizium. Zur Herstellung der Solarzellen wird das Silizium geschmolzen, mit Boratomen dotiert und anschließend in große Blöcke gegossen.
Das Silizium erstarrt dann zu sogenannten Ingots, die anschließend in Scheiben, den Wafern, gesägt werden und dann mit einer Antireflexionsschicht versehen werden. Die Kristalle richten sich bei diesem Herstellungsverfahren unterschiedlich aus.

Vorteile:

• Preiswertige Herstellung
• Lang erprobte Technik
• Lange Lebensdauer
• Geringe Störanfälligkeit

Allerdings entstehen an den Grenzen der einzelnen Kristalle, den Korngrenzen Verluste. Daher ist der Wirkungsgrad polykristalliner Solarzellen geringer als der Wirkungsgrad monokristalliner Solarzellen. Es kommt zu Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen. Außerdem wird ein höherer Flächenbedarf benötigt.

Monokristalline Solarzellen

Monokristalline Solarzellen werden ebenfalls aus dem Halbleiter Silizium hergestellt. Durch ein aufwendiges Herstellungsverfahren bilden sich die Ingots aus einem sogenannten Einkristall. Nachfolgend werden auch hier die Wafer gesägt. Die Korngrenzen im Wafer entfallen und damit entstehen weniger Verluste.

Vorteile:

• Höherer Wirkungsgrad mit bis zu zwanzig Prozent
• Geringer Flächenbedarf
• Unterschiedliche Farbauswahl
• Lang erprobte Technik
• Geringe Störanfälligkeit

Die Fertigung monokristalliner Solarzellen ist vergleichsweise teuer und der Energieaufwand hoch. Auch hier kann es zu Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen kommen.

Dünnschichtzellen

Dünnschichtzellen werden anders als mono- oder polykristalline Solarzellen hergestellt. Hier wird ein Trägermaterial mit dem Halbleiter beschichtet. Dabei ist die Auswahl an Halbleitern groß: Neben Silizium kommen auch Galliumarsenid, Cadmiumtellurid, Kupferindiumselenid oder auch Farbstoffe zum Einsatz.

Vorteile:

• Geringer Rohstoffbedarf
• Vergleichsweise einfache und preiswerte Herstellung
• Flexibles Trägermaterial
• Temperaturbeständig

Der Wirkungsgrad von Dünnschichtmodulen ist allerdings geringer als der von kristallinen Zellen.

CIGS-PV-Module

Die Kupfer-Indium-Galium-Diselenid-PV Module, kurz CIGS-PV-Modul besitzen einen röhrenförmigen Absorber, der aus CIGS besteht. CIGS-Solarzellen besitzen einen Absorber mit einer direkten Bandlücke, wodurch das Material einen höheren Absorptionskoeffizienten hat und Licht wesentlich besser absorbiert.

Vorteile:

• Kaum Einbußen bei diffusem Licht und hohen Temperaturen
• Niedriges Gewicht
• Geringe Störanfälligkeit

Die CIGS-PV-Module sind vergleichsweise teuer in der Fertigung. Bisher gibt es außerdem kaum Langzeiterfahrungen.

Bei der Auswahl der passenden Solarmodule sollten Sie die verschiedenen Vor- und Nachteile gut gegeneinander abwägen. Ist relativ viel Platz vorhanden, z.B. auf einem Scheunendach bieten sich eher Dünnschichtmodule an. Bei begrenztem Platz z.B. auf einem Einfamilienhaus empfiehlt es sich, eher auf mono- oder polykristalline Solarmodule zurückgreifen.

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