Monokristalline und polykristalline Fotovoltaikmodule

Polykristalline und monokristalline Paneele sind die beiden Haupttypen von Solarmodulen, die derzeit in der Solarstromerzeugung auf der ganzen Welt eingesetzt werden. Beide Modultypen haben ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen, und die Wahl zwischen ihnen hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. Kosten, Effizienz und Installationskonfiguration.

Herstellungsverfahren für Photovoltaikmodule

Der Herstellungsprozess für polykristalline Photovoltaikmodule beginnt mit der Kristallisation von Silizium. Mehrere Siliziumblöcke werden zu einem großen Block zusammengefügt, der dann bei 1500 °C geschmolzen wird. Dieser Prozess ermöglicht es, Verunreinigungen aus dem Silizium zu entfernen. Nach dem Abkühlen wird der Klumpen in dünne Scheiben geschnitten, die zur Herstellung von Photovoltaikzellen verarbeitet werden. Dieser Prozess umfasst die Reinigung, das Auftragen einer speziellen Antireflexionsbeschichtung und das Anbringen von elektrischen Drähten. Dieser Prozess ist im Vergleich zur Herstellung von monokristallinen Modulen relativ einfach und billig. Polykristalline Module haben einen etwas geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Module, was bedeutet, dass sie mehr Fläche benötigen, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen.

Monokryształ krzemu otrzymany metodą Czochralskiego — Abbildung 1: Ein Silizium-Einkristall, der mit der Czochralski-Methode gewonnen wurde

Monokristalline Module werden mit der Czochralski-Methode hergestellt. Bei der Herstellung werden hochwertige Siliziumpolykristalle verwendet, die in einen Tiegel fallen und bei 1500 °C geschmolzen werden. Dann wird ein Kristallembryo (ein einzelner Siliziumblock) in das geschmolzene Silizium eingeführt, der als Basis für den gesamten Kristall dient. Das Ergebnis ist ein großer, zylindrischer Siliziumeinkristall, der dann in kreisförmige Scheiben geschnitten wird. Das Stapeln der kreisförmigen Scheiben nebeneinander führt jedoch zu großen Hohlräumen, was für die Leistung der Module nicht vorteilhaft ist. Um die Zwischenräume zu optimieren, werden daher Formen, die einem Quadrat nahe kommen, aus ihnen herausgeschnitten. Die einzelnen Solarzellen werden nebeneinander angeordnet, um ein montagefertiges Solarmodul zu bilden. Diese Module haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Module, was bedeutet, dass weniger Fläche benötigt wird, um die gleiche Menge an Energie zu erzeugen.

Monokristalline oder polykristalline Module?

Einer der wichtigsten Faktoren bei der Entscheidung zwischen polykristallinen und monokristallinen Modulen sind die Kosten. Polykristalline Paneele sind in der Regel billiger in der Herstellung und haben in der Regel niedrigere Installationskosten. Aufgrund ihres geringeren Wirkungsgrads benötigen sie jedoch eine größere Oberfläche, was die Installationskosten bei begrenztem Platz erhöhen kann. Monokristalline Paneele sind in der Regel teurer, können sich aber aufgrund ihres höheren Wirkungsgrads als kosteneffektiver erweisen, wenn der Platz für die Installation begrenzt ist.

Neben den Kosten beeinflussen auch andere Faktoren wie die Installationskonfiguration und die Umweltbedingungen die Wahl zwischen polykristallinen und monokristallinen Modulen. Polykristalline Module sind beispielsweise widerstandsfähiger gegen Witterungseinflüsse wie kalte Temperaturen oder geringe Sonneneinstrahlung, so dass sie sich besser für den Einsatz in Gebieten mit weniger günstigen klimatischen Bedingungen eignen. Monokristalline Paneele sind anfälliger für Schäden durch Stöße und Vibrationen, so dass sie in der Regel weniger für den Einsatz auf beweglichen Objekten wie z.B. Wohnmobilen geeignet sind. Bei der Installation von Photovoltaikanlagen auf Dächern werden in der Regel monokristalline Module gewählt, da der höhere Wirkungsgrad eine größere Energieproduktion auf begrenztem Raum ermöglicht.

moduły fotowoltaiczne dah solar — Abbildung 2: Beispiel für ein monokristallines Photovoltaik-Paneel von Dah Solar

Umweltauswirkungen von Photovoltaikmodulen

Ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl von Solarmodulen ist auch ihre Umweltverträglichkeit. Sowohl polykristalline als auch monokristalline Module werden mit Verfahren hergestellt, die erhebliche Mengen an Energie verbrauchen und Treibhausgasemissionen erzeugen. Bei der Nutzung ist die von Solarmodulen erzeugte Energie jedoch emissionsfrei.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass monokristalline und polykristalline Paneele die beiden Haupttypen von Solarmodulen sind, die ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen haben. Die Wahl zwischen den beiden hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. Kosten, Effizienz, Installationskonfiguration und Umweltbedingungen. Je nach Ihren Bedürfnissen können Sie sich für den einen oder den anderen Typ entscheiden oder sie kombinieren, um die Solarenergieerzeugung zu optimieren. Wie auch immer Sie sich entscheiden, Solarenergie ist eine der saubersten und grünsten Energiequellen.

Nachfolgend finden Sie ein kurzes Video auf Englisch, in dem der Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Modulen beschrieben wird: