Photovoltaik-Module sind eine sich ständig weiterentwickelnde Technologie mit immer neuen Modellen auf dem Markt. Jedes Modul bietet verbesserte Leistung und eine längere Lebensdauer im Vergleich zu seinen Vorgängern. Dabei spielt nicht nur das verwendete Material, sondern auch die Herstellungsweise eine entscheidende Rolle. Aktuell gibt es fünf gängige PV-Modultypen für Dachanlagen. In diesem Artikel werden wir einen Vergleich in Bezug auf Material, Herstellung, Wirkungsgrad und Preis durchführen und die Vor- und Nachteile der verschiedenen Module gegenüberstellen.
Polykristalline und monokristalline, Dünnschicht- und CIGS-PV-Module
Die Montage auf dem Dach erfolgt derzeit mit fünf verschiedenen Modultypen:
- Polykristalline PV-Module
- Monokristalline PV-Module
- Dünnschicht-PV-Module mit amorphem Silizium
- Dünnschicht-PV-Module mit Cadmium-Tellurid
- CIS/CIGS-PV-Module
Kristalline Photovoltaik-Module
Kristalline Solarmodule werden aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt. Durch unterschiedliche Verfahren zur Verarbeitung der Siliziumschmelze entstehen unterschiedliche Kristallstrukturen.
Polykristalline PV-Module – Vor- und Nachteile
Polykristalline Solarmodule sind einfach und kostengünstig herzustellen. Das Silizium wird geschmolzen, mit Boratomen “dotiert” und in quadratische Blöcke gegossen. Beim Abkühlen entstehen verschiedene Kristallstrukturen, die in Form und Größe variieren. Die Blöcke werden zu Zylindern und schließlich zu hauchdünnen Scheiben geschnitten, den Wafern. Der Wirkungsgrad polykristalliner Solarzellen liegt bei 12-16 Prozent, was einem mittleren Bereich entspricht. Der Nachteil liegt in den Verlusten an den Grenzschichten der einzelnen Kristalle, den Korngrenzen.
Monokristalline PV-Module – Vor- und Nachteile
Monokristalline PV-Module haben bisher die höchsten Wirkungsgrade von bis zu 20 Prozent. Die Herstellung erfolgt durch das zweite Schmelzen von Silizium und das Ziehen von Stäben aus der Schmelze. Die daraus resultierenden Einkristalle werden zu Wafern geschnitten. Monokristalline Solarzellen haben einen glatten und gleichmäßigen Eindruck. Dem hohen Wirkungsgrad stehen jedoch höhere Kosten und ein höherer Energieverbrauch bei der Herstellung gegenüber.
Dünnschichtmodule
Dünnschichtzellen werden anders hergestellt als kristalline Solarzellen. Sie bestehen aus einer dünnen Schicht, die auf ein Trägermaterial aufgebracht wird. Das Trägermaterial kann Glas oder Folie sein. Dünnschichtzellen sind etwa 100-mal dünner als kristalline Solarzellen und werden aus verschiedenen Halbleitern hergestellt.
Dünnschicht-PV-Module mit amorphem Silizium – Vor- und Nachteile
Dünnschicht-PV-Module aus amorphem Silizium sind flexibel formbar und ideal bei Verschattungsproblemen oder ungünstig ausgerichteten Dächern. Der Wirkungsgrad liegt bei 5-7 Prozent, weshalb sich die Module nur auf großen Flächen rentieren. Sie sind preiswert, haben jedoch eine hohe Anfangsdegradation.
Dünnschicht-PV-Module mit Cadmium-Tellurid – Vor- und Nachteile
Cadmium-Tellurid (CdTe) ist ein effizienter Halbleiter für Dünnschichtmodule. CdTe-Module sind temperaturbeständig und zeichnen sich durch eine kurze Energierücklaufzeit aus. Sie sind gut geeignet für Standorte mit hohem Nebelaufkommen. Die Herstellungskosten sind im Vergleich zu Modulen aus amorphem Silizium höher, ebenso wie der Recyclingaufwand.
CIGS-PV-Module – Vor- und Nachteile
CIS/CIGS-Halbleiter sind derzeit am häufigsten für Dünnschichtmodule im Einsatz. CIGS-Solarzellen haben einen höheren Wirkungsgrad als Silizium-Dünnschichtsolarzellen. Sie zeigen gute Leistung bei suboptimaler Ausrichtung und Streulicht. Der Herstellungsprozess ist teurer und erfordert aufwendiges Recycling.
Insgesamt liegt der Wirkungsgrad der CIGS-PV-Module höher als bei anderen Dünnschicht-Modulen, jedoch noch etwas unter dem der kristallinen PV-Module. Dünnschicht-Module eignen sich gut für große Industrie- und Gewerbedächer sowie für den Einbau in Fenster und Fassaden. Auf kleinen Flächen sind jedoch kristalline Module effektiver und daher in Deutschland die bevorzugte Wahl.
Dieser Vergleich gibt Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Photovoltaik-Module, ihre Vor- und Nachteile sowie ihre Einsatzmöglichkeiten.
