Monokristalline Solarzellen: Hoher Wirkungsgrad und viele Vorteile

Monokristalline Solarzellen liegen im Trend. Doch was bedeutet überhaupt monokristallin? Welche Unterschiede gibt es zu anderen Modellen von Solarzellen? Wir geben Infos zu Herstellung, Wirkungsgrad und Vor- und Nachteilen monokristalliner Solarzellen und erklären Dir, warum sie zum Standard für Photovoltaikanlagen auf Eigenheimen geworden sind.



Was sind monokristalline Solarzellen?

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 also nicht zu einem Energieverlust in den Grenzbereichen verschiedener Kristalle kommt.

So werden monokristalline Solarzellen hergestellt

Die Solarzellen werden in einem komplizierten Verfahren hergestellt. Aus einer Siliziumschmelze werden monokristalline Stäbe gezogen. Diese Stäbe werden anschließend in dünne Scheiben, die sogenannten Wafer, zersägt. Diese Wafer werden miteinander zu Solarzellen verbunden. Dabei kann der Verbund in Serie oder parallel erfolgen. Je nach System bieten diese Schaltungen unterschiedliche Vorteile.

Zu Beginn der Produktion wurde enorm viel Material benötigt, um eine Solarzelle herzustellen. Mittlerweile ist es allerdings dank moderner Diamantdrahtsägen möglich, den Verbrauch deutlich zu reduzieren. Wurden vor wenigen Jahren noch rund 4,8 Gramm Silizium pro Watt Waferleistung benötigt, sinkt dieser Wert mittlerweile kontinuierlich. Aktuell liegen wir bei Werten zwischen 3,6 und 4,0 Gramm pro Watt Waferleistung.

Monokristalline Solarzellen im Vergleich

Mono- vs. polykristalline Solarzellen

Die Alternative zu monokristallinen Solarzellen sind polykristalline Solarzellen, die ebenfalls zu den waferbasierten Dickschichtmodulen gehören. Diese bestehen aus vielen einzelnen, miteinander verbundenen Kristallen. Aus diesem Grund sinkt auch der Wirkungsgrad bei diesen Zellen deutlich ab, da es an den Grenzbereichen zwischen den Kristallen zu einem Energieverlust kommt. In der Herstellung sind diese Solarzellen zwar aktuell noch günstiger, dies kann sich aber durch den technologischen Fortschritt bei der Verarbeitung der monokristallinen Zellen ändern.

Vergleich zu CIGS-Solarzellen

Die sogenannten CIGS-Module sind Dünnschichtmodule, bei denen das Silizium in der Regel nur auf eine Oberfläche aufgedampft wird. Das sorgt dafür, dass sich diese Module besonders preisgünstig herstellen lassen. Nachteilig bleibt allerdings, dass diese Module einen sehr geringen Wirkungsgrad aufweisen. Sie benötigen also sehr viel Fläche, damit sich der Einsatz solcher Lösungen für Sie optimal eignet. In der Regel kommen diese Modultypen für Bereiche mit geringer Traglast zum Einsatz. Für Wandverkleidungen oder die Beschichtung von Dächern mit geringer Traglast kann diese Technologie sinnvoll sein.

Die Marktanteile der verschiedenen Solarzellen

Grundsätzlich haben Dickschichtmodule, also die monokristallinen und polykristallinen Solarpanele, einen Marktanteil von mehr als 95 %. Dünnschichtmodule hingegen erreichen einen Marktanteil von unter 5 %. Doch wie schaut es bei den waferbasierten Solarmodulen untereinander aus?

Lange waren monokristalline Module den polykristallinen Modulen 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 Produktionsbedingungen deutlich effizienter geworden sind und die Produktionstechnik verfeinert wurde. Somit wird deutlich weniger reines Silizium benötigt, um eine monokristalline Solarzelle herzustellen. Das schlägt sich im Preis nieder. Da das für monokristalline Solarzellen benötigte Silizium besonders teuer ist, machen sich solche Einsparungen deutlich bemerkbar.

Alternative Lösungen auf dem Markt

Neben den besprochenen polykristallinen Solarzellen sowie Dünnschichtmodulen gibt es weitere Alternativen.

Eine sind sogenannte Hybridmodule. Diese kombinieren Solarthermie und Photovoltaik und können damit sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Gewinnung von Warmwasser genutzt werden. Allerdings sind diese aufgrund der benötigten Technik aktuell noch sehr teuer und nur unter sehr bestimmten Bedingungen zu empfehlen. Wenn ausreichend Dachfläche vorhanden ist, ist es häufig sinnvoller, Solarthermie und Photovoltaik zu trennen. Denn die Kühlung der Module ist bei den Hybridmodulen umständlich und kann schnell zu Problemen führen.

Vor- und Nachteile von monokristallinen Solarzellen

Die Vorteile der monokristallinen Solarzellen

Monokristalline Solarzellen weisen mit 20 – 22 % den höchsten Wirkungsgrad von allen Alternativen auf. Das bedeutet, dass Sie bei gleicher Fläche deutlich mehr Strom produzieren als Solarzellen anderer Bauart. Aus diesem Grund sind die monokristallinen Solarzellen nicht nur besonders interessant für Menschen mit einer begrenzten Dachfläche, sondern auch für alle, die möglichst viel Strom erzeugen möchten oder müssen. Mit einer entsprechend großen Dachfläche und monokristallinen Solarmodulen erreichst Du die größtmögliche Stromproduktion und kannst Deine Stromkosten enorm reduzieren. Das spart nicht nur bares Geld, sondern freut auch das Klima.

Der eine Nachteil monokristalliner Solarzellen

Die monokristallinen Solarmodule sind aufwändiger in der Herstellung und somit teurer in der Anschaffung. Allerdings produzierst Du mit diesen Solarmodulen auch deutlich mehr Strom. Das bedeutet, dass Du auf Dauer eine deutlich höhere Rendite erwarten darfst. Haben sich die Solarmodule erst einmal amortisiert, machst Du aufgrund des hohen Wirkungsgrads auch den höchsten Gewinn. Vor allem dann, wenn Du den Strom zum größten Teil selbst nutzt und somit viel Geld bei Deiner Stromrechnung sparst. Die Einspeisevergütung ist dann nur noch ein toller Bonus, den Du nebenher mitnehmen kannst.

Welches Solarmodul ist für mich geeignet?

Grundsätzlich sind monokristalline Solarmodule aufgrund ihrer Leistungsstärke und des guten Schwachlichtverhaltens vorzuziehen. Denn der höhere Wirkungsgrad zeichnet diese Module gegenüber der Konkurrenz deutlich aus. Unter bestimmten Umständen können jedoch auch andere Solarpanele in Frage kommen, etwa Dünnschichtmodule bei weniger stabilen Dächern. Wir empfehlen Dir, Dich individuell beim Solarteuer Deines Vertrauens beraten zu lassen.

Fazit: Monokristalline Solarmodule sind die beste Wahl für höchste Leistung

Der Marktanteil von über 84 % spricht für sich: Monokristalline Solarmodule sind die erste Wahl, wenn es um die eigene Photovoltaikanlage geht. Sie überzeugen durch ihren guten Wirkungsgrad und können damit so viel Strom erzeugen, dass sich die gesamte Anlage deutlich früher amortisiert und eine höhere Rendite abwirft. Vor allem in Kombination mit einem Stromspeicher kannst Du damit Deine monatliche Stromrechnung auf ein Minimum reduzieren.


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