Solar Panelen

Monokristalline Solarzellen aus hochreinem Silizium

Monokristalline SolarzellenMonokristalline Solarzellen: hochreines Silizium erhöht
den Wirkungsgrad deutlich,
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

 

Polykristalline Solarzellen: Module aus quadratischem Siliziumblock

Polykristalline SolarzellenPolykristallines Solarmodul

mit dem
charakteristischen Blauton,
Solarzellen werden, genauso wie monokristalline Solarzellen, aus Silizium hergestellt. Allerdings ist das Silizium nicht ganz so rein wie bei der Herstellung von monokristallinen Zellen. Zunächst wird ein Siliziumblock gegossen, welcher dann langsam abgekühlt wird. Wenn sich das flüssige Silizium abkühlt und fest wird, entstehen Kristallstrukturen in unterschiedlichen Größen. Von diesem Block werden dann Scheiben abgetrennt; jede Scheibe ist dann eine polykristalline Solarzelle.

Mehrere polykristalline Solarzellen werden dann zu einem Solarmodul zusammengeschlossen. Dabei wird unterschieden in eine Serienschaltung oder eine seltener genutzte Parallelschaltung. Wenn für ein Solarmodul eine Serienschaltung genutzt wird, ensteht eine höhere Spannung, wohingegen bei einer Parallelschaltung ein höherer Strom besteht.

Die polykristallinen Solarzellen werden dann in transparentem Ethylen-Vinyl-Acetat eingebettet und mit einer Glasscheibe abgedeckt, um so ein Solarmodul zu formen. Außerdem bekommt jedes Solarmodul einen Rahmen aus Edelstahl oder Aluminium. Für rund die Hälfte der momentan installierten Photovoltaik-Anlagen werden polykristalline Solarmodule genutzt – monokristalline Module oder Dünnschicht Solarzellen weisen einen geringeren Marktanteil auf.

 

Polykristalline Module haben das beste Preis-Leistungs-Verhältnis

Polykristalline Solarzellen sind quadratisch. Die Module sind bläulich gefärbt und nicht so dunkel und eben wie monokristalline Solarzellen. Die Herstellung der Module ist weniger aufwendig und es entstehen nur geringe Abfälle aufgrund der quadratischen Form der Zelle. Daher sind polykristalline Solarzellen preiswerter und auch die Umweltbilanz der Photovoltaik Anlage ist besser, da nicht so viel Energie für die Herstellung der Module erforderlich ist. Daher werden polykristalline Solarzellen oft als die Zellen mit dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis bezeichnet.

Da für polykristalline Solarmodule weniger reines Silizium verwendet wird und Kristallstrukturen bestehen, die für Lichtbrechungen sorgen, ist der Wirkungsgrad der Solarmodule mit rund 15 Prozent geringer als bei monokristallinen Solarmodulen. Aufgrund der geringeren Effizienz werden polykristalline Solarzellen häufig für Photoltaik Anlagen auf größeren Dachflächen eingesetzt, bei denen die Leistung eines einzelnen Solarmoduls nicht ganz so entscheidend ist. Hersteller von polykristallinen Solarmodulen sind zum Beispiel Suntech, ET Solar, Schüco und Scheuten.