Photovoltaik (PV) ist eine innovative Technologie, die es ermöglicht, Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umzuwandeln – und das auf umweltfreundliche und effiziente Weise. Erfahren Sie mehr über die Vorteile und die Technik hinter Photovoltaik-Modulen und machen Sie den ersten Schritt in Richtung einer nachhaltigen Zukunft.

Vorteile von Photovoltaik-Modulen

1. Umweltfreundlich: Photovoltaik-Module erzeugen saubere, erneuerbare Energie, die den CO2-Ausstoß reduziert und zum Klimaschutz beiträgt.
2. Kosteneffizient: Durch die Nutzung von Solarenergie können Sie Ihre Stromrechnung erheblich reduzieren und langfristig Geld sparen.
3. Unabhängigkeit: Mit Photovoltaik-Modulen sind Sie unabhängiger von Energieversorgern und Preisänderungen auf dem Energiemarkt.
4. Förderprogramme: In vielen Ländern gibt es staatliche Förderungen und Steuervergünstigungen für den Einsatz von Photovoltaik-Anlagen, wodurch die Investition noch attraktiver wird.
5. Vielseitigkeit: Photovoltaik-Module können auf Dächern, Fassaden oder Freiflächen installiert werden und sind in verschiedenen Größen und Leistungsklassen erhältlich.

Funktionsweise von Photovoltaik-Modulen

Photovoltaik-Module bestehen aus einer Vielzahl von Solarzellen, die aus Halbleitermaterialien wie Silizium gefertigt sind. Wenn Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft, wird in den Halbleitermaterialien eine elektrische Spannung erzeugt. Diese Spannung wird dann von den Solarzellen in Gleichstrom (DC) umgewandelt und über Wechselrichter in Wechselstrom (AC) umgewandelt, der für den Betrieb von Haushaltsgeräten und anderen elektrischen Verbrauchern genutzt werden kann.

Welche Zelltypen gibt es bei Photovoltaik?

Bei Photovoltaik-Modulen gibt es verschiedene Zelltypen, die sich hinsichtlich ihrer Effizienz, Herstellungsprozesse und Kosten unterscheiden. Die wichtigsten Zelltypen sind:

1. Monokristalline Solarzellen: Monokristalline Zellen werden aus einem einzigen, hochreinen Siliziumkristall hergestellt. Sie haben eine einheitliche, dunkle Farbe und weisen die höchste Effizienz unter den verschiedenen Zelltypen auf. Ihr Wirkungsgrad liegt meist zwischen 18% und 22%. Aufgrund ihrer hohen Effizienz und Leistung benötigen sie im Vergleich zu anderen Zelltypen weniger Fläche. Allerdings sind sie in der Regel teurer als polykristalline Zellen.
2. Polykristalline Solarzellen: Polykristalline Zellen bestehen aus vielen kleinen Siliziumkristallen, die miteinander verschmolzen sind. Sie haben eine unregelmäßige, bläuliche Farbe und eine etwas niedrigere Effizienz im Vergleich zu monokristallinen Zellen. Ihr Wirkungsgrad liegt in der Regel zwischen 15% und 19%. Polykristalline Zellen sind kostengünstiger als monokristalline Zellen, benötigen jedoch mehr Fläche, um dieselbe Leistung zu erzielen.
3. Dünnschicht-Solarzellen: Dünnschicht-Module nutzen verschiedene Halbleitermaterialien und haben eine dünne Schicht von wenigen Mikrometern Dicke. Die gängigsten Materialien sind amorphes Silizium (a-Si), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Cadmiumtellurid (CdTe). Dünnschichtmodule haben eine geringere Effizienz als kristalline Zellen, meist zwischen 10% und 14%. Sie sind jedoch leichter, flexibler und weisen bessere Leistung bei diffuser Beleuchtung und hohen Temperaturen auf. Dünnschichtmodule sind in der Regel kostengünstiger als kristalline Zellen, benötigen jedoch mehr Fläche für dieselbe Leistung.

Die wichtigsten Zellarten und Technologien bei monokristalline Solarzellen

Monokristalline Solarzellen wurden im Laufe der Jahre weiterentwickelt und optimiert, um höhere Effizienz und Leistung zu erreichen. Es gibt verschiedene Zellarten und Technologien, die bei monokristallinen Solarzellen eingesetzt werden, wie zum Beispiel:

1. PERC (Passivated Emitter Rear Contact): Bei PERC-Solarzellen wird auf der Rückseite der Solarzelle eine zusätzliche dielektrische Passivierungsschicht hinzugefügt, die die Rekombination von Elektronen reduziert und die interne Reflexion des Lichts erhöht. Dadurch wird die Effizienz der Solarzelle verbessert. PERC-Zellen sind sowohl in p-Typ- als auch in n-Typ-Ausführungen erhältlich.
2. n-Typ-Solarzellen: Im Gegensatz zu den herkömmlichen p-Typ-Solarzellen, bei denen Bor als Dotierstoff verwendet wird, werden n-Typ-Solarzellen mit Phosphor dotiert. n-Typ-Zellen haben einen geringeren Lichtinduzierten Degradationseffekt (LID) und sind weniger anfällig für Leistungsverluste bei hohen Temperaturen. Sie weisen in der Regel eine höhere Effizienz auf als p-Typ-Zellen.
3. Heterojunction-Technologie (HJT): Heterojunction-Solarzellen kombinieren die Vorteile von monokristallinem Silizium und Dünnschichttechnologie, indem sie amorphe Siliziumschichten auf beiden Seiten des monokristallinen Siliziumwafers aufbringen. Diese Technologie ermöglicht eine bessere Ladungstrennung und reduziert die Rekombination von Elektronen, was zu einer höheren Effizienz führt.
4. Bifacial Solarzellen: Bifaciale Solarzellen sind in der Lage, sowohl das einfallende Licht auf der Vorderseite als auch das reflektierte Licht auf der Rückseite der Zelle zu absorbieren. Dies ermöglicht es ihnen, mehr Energie zu erzeugen als herkömmliche, einseitige Solarzellen. Bifaciale Solarzellen können sowohl mit PERC- als auch mit HJT-Technologie hergestellt werden.
5. Multi-Busbar (MBB) Technologie: MBB-Solarzellen verwenden mehrere dünne Busbar-Leiter anstelle der herkömmlichen 3 oder 5 Busbars. Dies führt zu einer geringeren elektrischen Verlustleistung, einer besseren Lichtaufnahme und einer höheren Effizienz.