Polykristalline Solarzellen bestehen aus vielen einzelnen miteinander verbundenen Siliziumkristallen. Dank einer Deckschicht aus Glas und der notwendigen elektrischen Kontakte kann der von dem Halbleiter erzeugte Strom weitergeleitet und genutzt werden.
Polykristalline Solarzellen werden aus Silizium hergestellt. Dafür wird zunächst das Silizium gereinigt und anschließend geschmolzen. Anschließend gibt es zwei verschiedene Fertigungsverfahren.
Beim Gießverfahren wird das geschmolzene Silizium in Tiegel umgefüllt. Wichtig ist, dass das Silizium im Anschluss von unten nach oben abkühlt. So können die Kristalle im Silizium nach oben wachsen. Beim sogenannten Bridgeman-Verfahren wird das Silizium direkt im Tiegel erhitzt, in welchem es später auch abkühlen soll. Somit können größere Kantenlängen geschaffen werden.
Nach dem Abkühlen werden die Blöcke aus Silizium in Säulen, die sogenannten Ingots, zersägt. Diese Ingots werden wiederum in dünne Scheiben zersägt. Dies sind die Wafer, welche die eigentlichen Solarzellen darstellen. Nach dem Sägen werden die Wafer gereinigt und anschließend zu den polykristallinen Solarmodulen weiterverarbeitet. Da jede einzelne Solarzelle allerdings nur wenig Energie erzeugen kann, werden mehrere Zellen miteinander verbunden. So entstehen die Solarmodule.
Bei monokristallinen Solarzellen handelt es sich um Solarzellen, welche aus monokristallinem Silizium gefertigt werden. Die Besonderheit besteht darin, dass es sich um ein homogenes Kristallgitter handelt. Es kommt also, anders als bei polykristallinen Solarzellen, nicht zu einem Energieverlust in den Grenzbereichen verschiedener Kristalle.
Die beiden Varianten lassen sich bei genauem Hinsehen optisch unterscheiden. Denn die polykristalline Struktur sorgt für eine andere Farbgebung, sodass diese Solarmodule in der Regel ins Bläuliche changieren. Oftmals sind sogar die einzelnen Kristallstrukturen zu erkennen, wenn die Module aus naher Distanz betrachtet werden.
Viel wichtiger ist allerdings der Unterschied im Wirkungsgrad. Während monokristalline Solarzellen einen Wirkungsgrad von rund 22 % aufweisen können, liegt der Wert der polykristallinen Solarzellen häufig bei nur 15 %. Das bedeutet, dass weniger Sonnenlicht von einem entsprechenden Solarpanel in Strom umgewandelt wird.
Bei der Lebensdauer unterscheiden sich mono- und polykristalline Solarmodule nicht wirklich. Beide Varianten können eine Lebensdauer von rund 30 Jahren erreichen. Zwar verlieren die polykristallinen Module etwas weniger an Wirkungsgrad, da diese sich aufgrund der anderen Farbe weniger aufheizen. Allerdings muss auch der maximale Wirkungsgrad dabei bedacht werden, welcher bei den monokristallinen Solarmodulen deutlich höher liegt. In der Summe unterscheiden sich beide Varianten hinsichtlich der Lebensdauer nicht signifikant.
Betrachten wir den Marktanteil der sogenannten Dickschichtmodule einmal genauer, denn diese haben einen Marktanteil von über 95 %. Die Dünnschichtmodule hingegen kommen gerade einmal auf 5 % Marktanteil.
Bei den Dickschichtmodulen wird zwischen den monokristallinen und den polykristallinen Modulen unterschieden. Lange waren monokristalline Module den polykristallinen Solarpanelen unterlegen. Mittlerweile haben sie sich allerdings durchgesetzt und dominieren den Markt: Aufgrund des sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnisses hatte monokristallines Silizium 2020 einen Marktanteil von 84 %, Tendenz weiter steigend. Dies liegt vor allem daran, dass die Produktion deutlich effizienter geworden ist.
Aufgrund der einfacheren Herstellung und der günstigeren Materialpreise sind polykristalline Solarmodule kostengünstiger als die monokristallinen Alternativen. Das Preis-Leistungsverhältnis überzeugt allerdings nur, wenn Sie eine große Fläche belegen möchten, eine Freifläche zum Beispiel.
Mit den geringen Kosten bei der Herstellung erkauft man sich bei den polykristallinen Solarzellen allerdings auch einige Nachteile.
Zum einen ist hier der Wirkungsgrad zu nennen. Denn dieser ist deutlich geringer, als bei den monokristallinen Solarzellen. Das bedeutet, dass Sie für die gleiche Menge an erzeugter Energie deutlich mehr Solarmodule aufwenden müssen. Vor allem bei einer begrenzten Dachfläche können polykristalline Solarmodule aus diesem Grund von Nachteil sein, da nicht ausreichend Strom erzeugt werden kann.
Auch bei schwachem Licht, also unter anderem in der Dämmerung und bei schlechtem Wetter, überzeugen die polykristallinen Solarmodule kaum. Hier können die monokristallinen Varianten deutlich mehr Energie erzeugen und somit eine konstantere Energieversorgung bieten.
Die Frage nach dem perfekten Solarmodul lässt sich nicht pauschal beantworten. Allerdings wird Dir als Eigenheimbesitzer*in heutzutage kaum ein seriöser Anbieter polykristalline Module vorschlagen. Denn die zu erwartende Leistung und die entsprechende Rendite sind einfach zu gering. Der Standard sind monokristalline Solarpanele.
Dünnschichtmodule
sind besonders dünne Solarzellen, welche auf ein Trägermedium aufgedampft werden. Dank der sehr geringen Dicke der Module sind diese äußerst flexibel. Allerdings haben Dünnschichtmodule auf Basis von amorphem Silizium einen enormen Nachteil: Ihr Wirkungsgrad ist sehr gering, sodass enorm viel Fläche benötigt würde, um ausreichend Energie zu erzeugen.
CIGS-Module
sind ebenfalls eine Art der Dünnschichtmodule, allerdings anders aufgebaut und nicht auf Siliziumbasis. Sie ähneln dank ihrer röhrenförmigen Absorber den meisten Solarthermie-Kollektoren. Der Vorteil der CIGS-Module liegt vor allem in der hohen Flexibilität, da diese von allen Seiten direkte und indirekte Sonnenstrahlen aufnehmen können. Aktuell liegt der Wirkungsgrad auf dem Niveau der polykristallinen Solarzellen, dieser soll aber in den nächsten Jahren weiter gesteigert werden. Aktuell sind die Module allerdings noch recht teuer und selten im Handel zu finden.
Hybrid-Module
verbinden Solarthermie und Photovoltaik miteinander in einer Anlage. Dies klingt zunächst praktisch, ist allerdings mit einigem Aufwand verbunden, da unter anderem die Temperaturregulierung der Module künstlich übernommen werden muss. Aus diesem Grund eignen sich solche Lösungen nur für sehr kleine Dächer und bei begrenztem Strombedarf. Bei ausreichender Dachfläche ist eine getrennte Installation von Solarthermie und Photovoltaik in jedem Fall zu bevorzugen.
Aufgrund der geringeren Herstellungskosten und der sehr guten Verfügbarkeit sind polykristalline Solarmodule bei großen Freiflächen-Projekten die erste Wahl. Wir raten Privatpersonen dagegen zu monokristallinen Modulen, da diese bei geringerer Fläche eine optimale Energieausbeute liefern und zudem langlebig und funktional sind. Grundsätzlich ist es sinnvoll, sich umfassend über die verschiedenen Möglichkeiten von einem erfahrenen Solarteur wie EIGENSONNE beraten zu lassen.
