PV-Module Unterschiede: Welche Solarmodule sind die besten?

PV-Module Unterschiede: Fakten auf einen Blick

Du willst dich über die Unterschiede von PV-Modulen informieren und fragst dich, welche Solarmodule sind die besten? Die folgende Tabelle bietet dir einen ersten Überblick über die gängigen Arten, eine Einschätzung der Kosten, ihrem jeweiligen Wirkungsgrad sowie der möglichen Anwendungsbereiche:

	Art	Kosten	Wirkungsgrad	Anwendungsbereiche
Dickschichtmodule	Monokristalline PV-Module	ca. 300 – 350 € pro kWp	ca. 15 – 23 %	Kleine Dächer, weniger Platz, hohe Effizienz gewünscht
	Polykristalline PV-Module	ca. 250 – 350 € pro kWp	ca. 15 – 19 %	Große Dächer, Solarfelder
Dünnschichtmodule	Dünnschicht-Modul mit amorphem Silizium (a-Si)	ca. 400 – 750 € pro kWp	ca. 10 – 13 %	Flexible Anwendungen, integrierte Dach- oder Fassadensysteme
	Dünnschicht-Modul mit Cadmium-Tellurid (CdTe)		ca. 10 – 12 %
	CIGS-PV-Module		ca. 11 – 14 % (bei einigen Modellen bis zu ca. 17 % möglich)

Neben diesen gibt es auch noch die sogenannten bifazialen Solarmodule, auf die wir in diesem Artikel jedoch nicht weiter eingehen werden. Hierbei handelt es sich um PV-Module, die nicht nur auf der Vorderseite, sondern auf Vorder- und Rückseite eine lichtabsorbierende Schicht besitzen. Durch diese Eigenschaft eignen sie sich insbesondere zur Aufstellung auf Freilandflächen!

Photovoltaikmodul: Aufbau & Funktion

Ein Photovoltaikmodul, oft als PV-Modul oder auch Solarpanel bezeichnet, ist das Herzstück jeder Solaranlage und spielt eine zentrale Rolle bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Der grundlegende Aufbau eines solchen Moduls besteht aus mehreren Schichten, die zusammenwirken, um die Sonneneinstrahlung effizient zu nutzen und in nutzbaren Solarstrom umzuwandeln.

Allgemeiner Aufbau eines Photovoltaikmoduls

• Solarzellen: Die Kernkomponente eines PV-Moduls sind die Solarzellen. Diese bestehen typischerweise aus Silizium, das in monokristalliner, polykristalliner oder Dünnschicht-Technologie verarbeitet wird. Hochwertige Solarmodule nutzen oft monokristalline Zellen aufgrund ihrer hohen Effizienz und Langlebigkeit.
• Vorder- und Rückseitenfolie: Die Solarzellen sind zwischen 2 Schutzschichten eingebettet – einer transparenten Vorderfolie und einer wetterbeständigen Rückseitenfolie. Diese Schichten schützen die empfindlichen Solarzellen vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und mechanischen Beschädigungen.
• Glasabdeckung: Auf der Vorderseite des Moduls befindet sich eine Glasabdeckung, die für den Schutz und die Langlebigkeit des Panels sorgt. Das Glas ist speziell gehärtet und hochtransparent, um eine maximale Lichtdurchlässigkeit zu gewährleisten.
• Rahmen: Ein robuster Aluminiumrahmen umgibt das PV-Modul und sorgt für die benötigte Stabilität. Der Rahmen erleichtert zudem die Montage der Module auf Dach- oder Freilandanlagen.

Funktion eines Photovoltaikmoduls

Die allgemeine Funktion eines PV-Moduls basiert auf dem photovoltaischen Effekt oder auch Photoeffekt, bei dem Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt wird.

• Absorption von Sonnenlicht: Die Solarzellen im PV-Modul absorbieren Photonen aus dem Sonnenlicht. Diese Photonen übertragen ihre Energie an die Elektronen im Silizium, wodurch diese in Bewegung gesetzt werden.
• Erzeugung von elektrischem Strom: Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein elektrischer Strom. Dieser Gleichstrom wird von den Solarzellen erzeugt und zu den Leitungen der Solaranlage geleitet.
• Wechselrichter: Da die meisten Haushaltsgeräte und das Stromnetz Wechselstrom nutzen, muss der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden.
• Einspeisung & Nutzung: Der umgewandelte Wechselstrom kann entweder direkt im Haushalt genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben, oder ins Stromnetz eingespeist werden.

Mehr zu diesem Thema erfährst du übrigens in unserem Artikel zum Photovoltaik Eigenverbrauch.

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PV-Module Unterschiede: Welche Arten es gibt

Wenn du dir die gängigsten Arten von PV-Panelen anschaust, kannst du diese jeweils in 2 unterschiedliche Gruppen unterteilen:

• Dickschichtmodule
• Dünnschichtmodule

Kurz zusammengefasst liegt der große Unterschied im Vergleich der beiden Arten darin, dass Dickschichtmodule oft die bevorzugte Wahl sind, wenn Effizienz und Platznutzung im Vordergrund stehen, während Dünnschichtmodule durch ihre Leichtigkeit und Flexibilität überzeugen – beispielsweise bei Dachintegrationen oder als Baufassaden. Doch schauen wir uns die Modularten einmal etwas genauer an.

Die Dickschichtmodule: Vor- und Nachteile

Dickschichtmodule bestehen hauptsächlich aus monokristallinem oder polykristallinem Silizium. Sie zeichnen sich durch einen höheren Wirkungsgrad aus, der typischerweise zwischen 15 % und 23 % liegt. Aufgrund des aufwändigeren Herstellungsprozesses und des verwendeten Materials sind die Kosten für Dickschichtmodule in der Regel höher.

Diese Module sind ideal für Anwendungen, bei denen der Platz begrenzt ist, wie beispielsweise auf Hausdächern und Fassaden, wo eine hohe Effizienz und Platznutzung entscheidend sind.

Vor- und Nachteile von Dünnschichtmodulen

Dünnschichtmodule verwenden Materialien wie amorphes Silizium (a-Si), Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS). Ihr Wirkungsgrad ist niedriger und liegt typischerweise zwischen 10 % und 14 %. Ausnahme bilden hier die sogenannten CIGS-Module, die inzwischen unter Laborbedingungen Wirkungsgrade von bis zu 23 % erreichen können – unter standardisierten Bedingungen sind somit bis zu 17 % möglich.

Die Herstellung von Dünnschichtmodulen ist kostengünstiger, da weniger Material und weniger energieintensive Prozesse benötigt werden. Ein weiterer Vorteil von Dünnschichtmodulen ist ihre bessere Leistung bei teilweise schattigen Verhältnissen und schwachem Licht, da sie im Allgemeinen weniger anfällig für Leistungsverluste unter diesen Bedingungen sind. Zudem kommen Dünnschichtmodule besser mit hohen Temperaturen klar, was sie besonders geeignet für heißere Klimazonen macht.

Diese Panele eignen sich besonders gut für große Flächen, flexible Anwendungen (wie auch zum Beispiel in einem Taschenrechner) und integrierte Systeme wie Gebäudefassaden oder auch Fahrzeugdächer.

Monokristalline PV-Module: Aufbau, Wirkungsgrad & Co.

Der Aufbau von monokristallinen Panelen

Monokristalline Module bestehen aus Solarzellen, die aus einem einzigen Kristallgitter aus hochreinem Silizium gefertigt werden. Dieser Herstellungsprozess, bei dem Siliziumstäbe gezogen und in dünne Scheiben (Wafer) geschnitten werden, führt zu einer gleichmäßigen und geordneten Kristallstruktur, die für die schwarze bis dunkelblaue Farbe der Zellen verantwortlich ist.

Ein hoher Wirkungsgrad

Monokristalline Solarmodule sind für ihren hohen Wirkungsgrad bekannt, der typischerweise zwischen 15 % und 23 % liegt. Er ist auf die reine und einheitliche Kristallstruktur zurückzuführen, die die Effizienz der Lichtabsorption und -umwandlung maximiert. Monokristalline Module eignen sich daher besonders gut für Anwendungen, bei denen der Platz begrenzt ist und eine hohe Leistungsfähigkeit erforderlich ist, wie beispielsweise auf kleinen Wohnhausdächern oder allgemein in urbanen Umgebungen.

Entsprechend hohe Kosten

Die Kosten für Mono Solarmodule sind im Vergleich zu polykristallinen Modulen etwas höher. Dies liegt an dem aufwändigeren Herstellungsprozess sowie dem daraus resultierenden höheren Wirkungsgrad. Die Kosten belaufen sich im Schnitt auf etwa 300 bis 350 € pro Kilowatt peak Leistung.

Monokristalline Solarzellen Vorteile	Nachteile
Hoher Wirkungsgrad: Mit Wirkungsgraden von 15 % bis 23 % bieten monokristalline Module die höchste Effizienz unter den gängigen Solarmodultechnologien.	Höhere Kosten: Die Herstellung von monokristallinen Modulen ist teurer, was sich in höheren Anschaffungskosten niederschlägt.
Langlebigkeit: Diese Module haben eine lange Lebensdauer und bleiben über Jahrzehnte hinweg leistungsfähig.	Leistung bei hohen Temperaturen: Wie alle Silizium-basierten Module erfahren auch monokristalline Module eine gewisse Leistungsminderung bei hohen Temperaturen.
Platzsparend: Aufgrund des hohen Wirkungsgrades benötigen monokristalline Module weniger Fläche, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen, was sie ideal für begrenzte Platzverhältnisse macht.	Anfälligkeit für Verschattung: Teilweise Verschattung kann die Leistung eines gesamten Moduls oder sogar einer gesamten Modulreihe beeinträchtigen.
Ästhetik: Die gleichmäßige, schwarze bis dunkelblaue Farbe der Module wird oft als ästhetisch ansprechender empfunden, insbesondere auf Hausdächern.

Aufbau, Funktion & Co. von polykristallinen Solarmodulen

Der Aufbau von polykristallinen Solarpanelen

Polykristalline Module, auch als multikristalline Module bekannt, bestehen aus Solarzellen, die aus mehreren Siliziumkristallen gefertigt werden. Der Herstellungsprozess ist weniger aufwändig als bei monokristallinen Modulen: Geschmolzenes Silizium wird in rechteckige Formen gegossen und anschließend in dünne Scheiben (Wafer) geschnitten. Diese Struktur verleiht den Zellen ihr charakteristisches, bläulich schimmerndes Aussehen mit sichtbaren Kristallgrenzen.

Ein solider Wirkungsgrad

Polykristalline Solarmodule haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zu monokristallinen Modulen, im Durchschnitt zwischen 15 % und 19 %. Der niedrigere Wirkungsgrad ist auf die weniger homogene Kristallstruktur zurückzuführen, die die Effizienz der Lichtabsorption und -umwandlung verringert. Trotz dieser geringeren Effizienz sind polykristalline Module eine beliebte Wahl für viele Anwendungen, insbesondere aufgrund ihres Kosten-Nutzen-Verhältnisses.

Niedrigere Kosten

Die Herstellung von polykristallinen Modulen ist kostengünstiger als die von monokristallinen Modulen, da der Herstellungsprozess weniger komplex ist. Dies macht polykristalline Module zu einer wirtschaftlicheren Option, insbesondere für große Installationen. Preise von durchschnittlich 200 bis 350 € pro Kilowatt peak Leistung sind hier der Schnitt.

Polykristalline Solarzellen Vorteile	Nachteile
Niedrigere Kosten: Polykristalline Module sind kostengünstiger in der Herstellung und Anschaffung, was sie zu einer wirtschaftlichen Wahl für viele Anwendungen macht.	Geringerer Wirkungsgrad: Mit einem Wirkungsgrad von etwa 15 % bis 19 % sind polykristalline Module weniger effizient als monokristalline Module, was mehr Fläche für die gleiche Energieerzeugung erfordert.
Weniger aufwendiger Herstellungsprozess: Der Herstellungsprozess fällt weniger aufwendig aus, was gleichzeitig die Herstellungskosten positiv beeinflusst.	Einbußen bei hohen Temperaturen: Auch polykristalline Module zeigen eine gewisse Leistungsminderung bei hohen Temperaturen oder nicht optimaler Ausrichtung.
	Platzbedarf: Aufgrund des geringeren Wirkungsgrads benötigen polykristalline Module mehr Fläche, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen, was in räumlich begrenzten Installationen nachteilig sein kann.

Dünnschicht-PV-Module: Unterschiede zwischen a-Si, CdTe und CIGS

Zu den Dünnschichtmodulen zählen:

• Dünnschicht-Modul mit amorphem Silizium (a-Si)
• Dünnschicht-Modul mit Cadmium-Tellurid (CdTe)
• Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Module (CIGS)

Im folgenden erklären wir dir einmal die Unterschiede im Aufbau und nennen dir die einzelnen Vor- und Nachteile:

Dünnschicht-Modul mit amorphem Silizium (a-Si)

Aufbau: Diese Module bestehen aus nicht-kristallinem Silizium, das auf eine Trägerschicht (z.B. Glas, Kunststoff oder Metall) aufgedampft wird. Die Siliziumschicht ist sehr dünn, was den Materialverbrauch reduziert und das modul äußerst flexibel macht.

Module mit amorphem Silizium Vorteile	Nachteile
Kostengünstigere Herstellung	Niedriger Wirkungsgrad (ca. 10 - 13 %)
Gute Leistung bei schwachem Licht und hohen Temperaturen	Größerer Platzbedarf für die gleiche Energieerzeugung
Flexibilität in der Anwendung, da sie auf verschiedenen Trägermaterialien hergestellt werden können

Dünnschicht-Modul mit Cadmium-Tellurid (CdTe)

Aufbau: CdTe-Module bestehen aus einer dünnen Schicht Cadmium-Tellurid auf einem Trägermaterial. Diese Technologie ist bekannt für ihren geringeren Materialbedarf und die einfache Herstellbarkeit.

Module mit Cadmium-Tellurid Vorteile	Nachteile
Bessere Leistung bei hohen Temperaturen	Mittelmäßiger Wirkungsgrad (ca. 10 - 12 %)
Kostengünstig und einfach in der Produktion	Verwendung von Cadmium, das giftig ist und spezielle Entsorgungsmaßnahmen erfordert
Weniger Materialaufwand und Energieverbrauch bei der Herstellung

CIGS-PV-Module (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid)

Aufbau: Diese Module verwenden eine Mischung aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen, die auf ein Trägermaterial aufgedampft wird. Diese Mischung ermöglicht eine flexible Anpassung der Materialzusammensetzung zur Optimierung der Leistung.

CIGS-Module Vorteile	Nachteile
Höchster Wirkungsgrad für Dünnschichtmodule (ca. 11 - 14 % – bei manchen Modellen sogar bis zu 17 %)	Höhere Kosten im Vergleich zu anderen Dünnschichtmodulen
Gute Leistung bei hohen Temperaturen und geringer Verschattungsempfindlichkeit	Komplexerer Herstellungsprozess
Flexibilität, da sie auf verschiedenen Trägermaterialien hergestellt werden können

Fazit Solarmodule Verlgeich: Welche Solarmodule sind die besten?

Nachdem wir uns die Unterschiede der einzelnen PV-Module angeschaut haben, bleibt noch die Frage, welche Solarmodule sich für dich am besten eignen. Bei der Auswahl der besten Photovoltaik-Module für deine individuellen Bedürfnisse ist es entscheidend, die verschiedenen Typen und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile zu berücksichtigen. So bieten monokristalline Module eine höhere Effizienz und Platzersparnis, während polykristalline Module kostengünstiger sein können. Dünnschichtmodule sind flexibel und leicht, haben jedoch eine niedrigere Effizienz.

Für Haushalte mit begrenztem Platz – z. B. aufgrund eines keineren Daches oder weil bereits Sollarkollektoren einer Solarthermieanlage vorhanden sind – die maximale Leistung und Effizienz wünschen, könnten beispielsweise monokristalline Module die beste Wahl für die eigene Photovoltaikanlage sein. Hast du eine ausreichende Dachfläche und ein begrenztes Budget, könnten auch polykristalline Module eine geeignete Alternative darstellen.

Letztendlich hängt die Entscheidung für die für dich besten Solarmodule von deinen spezifischen Anforderungen ab. Wende dich für eine umfangreiche Beratung an ein geeignetes Fachunternehmen. So kannst du entsprechend deiner individuellen Gegebenheiten eine fundierte Entscheidung treffen, die dir auch langfristig die besten Ergebnisse liefert.