Solarmodule

Das Herzstück der Photovoltaikanlage bilden die Solarmodule, zu denen die Solarzellen zusammengefasst werden und in denen eigentliche Umwandlung des UV-Lichts in Solarstrom stattfindet. Je nach verwendetem Material weisen die Solarmodule jeweils eigene Vor- und Nachteile auf und sind für bestimmte Anwendungsgebiete besonders geeignet.

Polykristalline Solarmodule

In polykristallinen Modulen werden polykristalline Solarzellen zusammengeschaltet. Der Rohstoff für die kristallinen Solarzellen ist Silicium. Für polykristalline Solarmodule wird das verflüssigte Silicium zu Blöcken gegossen. Durch eine gesteuerte Abkühlung wird der Kristallisationsprozess so beeinflusst, dass die Kristallorientierung in einer Richtung stattfindet. Danach können diese Blöcke in Scheiben geschnitten werden, die rund 0,4 mm dick sind. Der beschriebene Herstellungsprozess ist relativ einfach und kostengünstig. Sie haben allerdings nicht ganz so hohe Wirkungsgrade (bis maximal 16 %) wie monokristalline Solarmodule. Sie sind die richtige Wahl, wenn größere Dachflächen zur Verfügung stehen. Polykristalline Module, die meist blau schimmern, können auch in anderen Farben eingefärbt werden und bieten daher auch Designmöglichkeiten für Architekten.

Monokristalline Module

Monokristalline Solarzellen verlangen eine deutlich aufwendigere Fertigung. Für sie wird hochreines Silicium zu sogenannten Ingots gezogen, die aus einem einzigen Kristall bestehen und aus denen die Wafer geschnitten werden. Auch monokristalline Solarzellen sind rund 0,4 mm dick, weisen jedoch höhere Wirkungsgrade als polykristalline Solarmodule auf (bis zu 20 %). Allerdings ist die aufwendige Herstellung deutlich teurer und der Energiebedarf bei der Herstellung ist groß. Daher erreichen monokristalline Solarmodule erst nach vier bis fünf Jahren den Punkt der sogenannten energetischen Amortisation. Das ist der Augenblick, von dem an sie mehr Energie produzieren als zu ihrer Fertigung genutzt wurde. Monokristalline Module schimmern meist schwarz und sind für kleinere Dachflächen geeignet.

Dünnschichtmodule

Bei Dünnschichtzellen werden sehr dünne Schichten amorphen Siliziums (rund 1 Mikrometer Dicke) auf ein Trägermaterial aufgedampft: nacheinander die Bor dotierte p-Leiterschicht, die undotierte i-Schicht, der Phosphor dotierte n-Leiter und abschließend eine reflektierende Metallschicht. Da diverse Materialien – außer Glas auch Kunststofffolien – als Trägermaterial geeignet sind, können diese Solarmodule flexibel und sehr leicht werden. Sie weisen zwar geringere Wirkungsgrade auf, haben aber doch erhebliche Vorteile: Es treten keine Leistungsverluste bei hohen Temperaturen auf und Verschattungsprobleme gibt es auch keine. Sie sind daher gut für West- oder Ost-Ausrichtungen oder Fassaden geeignet. Dünnschichtmodule nutzen zunehmend auch Cadmiumtellurid und Kupfer-Indium-Diselenid anstelle von amorphem Silicium. Gerade Cadmiumtellurid hat zwar einen geringen Wirkungsgrad (von maximal 8 bis 9 Prozent), dieser steigt aber mit abnehmender Lichteinstrahlung, sodass diese Solarmodule mehr Leistung bei diffusem Licht bringen. Ein weiterer Vorteil der Dünnschichtmodule ist ihr äußerst geringes Gewicht.

Organische Solarzellen

Eine neuere Entwicklung stellen organische Solarzellen dar, bei denen die Polymerschichten auf das Trägermaterial gedruckt werden. Derzeit ist der Wirkungsgrad dieser Solarmodule mit gut 5 % noch gering, Verbesserungen werden aber erwartet.

Auswahl

Der Wirkungsgrad sollte nicht das einzige Auswahlkriterium für Solarmodule sein, da dieser auch stark von den anderen Anlagenkomponenten beeinflusst wird. Es geht vor allem um die passenden Abmessungen, die Ausrichtung, das Gewicht und nicht zuletzt um die Kosten und die Wirtschaftlichkeit. Lassen Sie sich unverbindlich ein Angebot erstellen.