Kristalline Solarzellen

Überblick an kristallinen Solarzellen

Kristalline Solarzellen werden auch als Dickschicht-Solarzellen bezeichnet. Sie unterscheiden sich im Fertigungsprozess deutlich von den so genannten Dünnschichtsolarzellen. In den allermeisten Solarmodulen ist die kristalline Bauform Standard, so dass bei aktuell vorhandenen Photovoltaikanlagen diese Zellen zum Einsatz kommen. Die Zelle bestehen aus Silizium, welches aus dem Quarzsand gewonnen wird, der weltweit in großen Mengen verfügbar ist. Dadurch sind die Dickschicht-Solarzellen meist preisgünstiger, als die modernen Dünnschicht-Solarzellen.

Garantierte Leistung einer kristallinen Solarzelle

Hersteller, die kristalline Solarzellen anbieten, werben für diese mit einer garantierten Leistung. Sie soll bei 80 bis 85 Prozent der Nennleistung liegen – und das unverändert über die gesamte Lebensdauer von immerhin mindestens 20 Jahren. Der Wert gilt als Berechnungsgrundlage für die Wirtschaftlichkeitsberechnung einer Photovoltaikanlage.

Arten kristalliner Solarzellen

Die kristallinen Solarzellen treten dabei am Markt in zwei grundlegenden Varianten auf:

  • Monokristalline Solarzellen
  • Polykristalline (multikristalline) Solarzellen
Solarmodule aus monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen
Bild: Solarmodule aus monokristallinen oder polykristallinen Solarzellen

Monokristalline Solarzellen werden dabei aus einem einzigen Siliziumstab gefertigt, der zersägt wird. Der Wirkungsgrad kann bei bis zu 20 Prozent liegen und ist damit höher, als bei multikristallinen Solarzellen. monokristalline -> regelmäßige, homogene Kristallstruktur (dunkle Oberfläche) Multikristallinene Solarzellen entstehen aus Siliziumblöcken, die gegossen wurden. Die Struktur der multikristallinen Solarzellen ist eher unregelmäßig, sie erinnert fast an Eisblumen. Der Wirkungsgrad beträgt etwa 13 bis 16 Prozent. Diese geringfügige Verringerung des Wirkungsgrades gleichen multikristalline Solarzellen aber durch einen günstigeren Preis wieder aus, da die Herstellung einfacher ist. multikristalline -> unregelmäßige Kristallstruktur Um den photovoltiaschen Effekt zu integrieren wird die Oberfläche geätzt und dann durch Gasdiffusion einige Siliziumatome durch Fremdatome ersetzt. Zuletzt werden die Kontakte aufgebracht und eine Antireflexschicht.

Umweltbilanz kristalliner Solarzellen

Die Umweltbilanz kristalliner Solarzellen kann im Rahmen des Umweltgedankens bei der Auswahl eine wichtige Rolle spielen. Hier gilt als Faustregel, dass monokristalline Solarzellen aufgrund der aufwändigen Fertigung eine ungünstigere Umweltbilanz aufweisen. Es dauert demzufolge länger, bis die für die Herstellung benötigte Energie durch den Solarertrag wieder zurückgewonnen wurde.

Welche kristallinen Solarzellen für wen?

Da die kristallinen Solarzellen noch recht preisgünstig sind, werden sie am häufigsten für Photovoltaikanlagen eingesetzt. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass bei nicht optimaler Sonneneinstrahlung die Leistung negativ beeinflusst werden kann. Gleiches gilt bei sehr hohen Außentemperaturen. Wer auf kristalline Solarzellen, statt auf Dünnschicht-Module (Dünnschichtzellen) setzen möchte, kann folgendes beachten: Für kleine Dachflächen, die optimal nach Süden ausgerichtet sind, eignen sich monokristalline Solarzellen besser, da sie einen höheren Wirkungsgrad haben. Bei sehr großen Dachflächen kann auf multikristalline Solarzellen gesetzt werden. Sie weisen zwar einen geringeren Wirkungsgrad auf, aufgrund der günstigeren Preise lassen sich jedoch große Dachflächen damit preiswerter ausstatten.