Photovoltaik-Module im Überblick

Beitrag: Photovoltaik-Module im Überblick
Photovoltaik-Module im Überblick - Foto: jniittymaa0 / pixabay.com

Photovoltaik-Module sind die Dreh- und Angelpunkte der Photovoltaik-Technik. Hauptsächlich können hierbei drei PV-Module unterschieden werden. Daneben existieren zwar noch weitere Solarmodule einzelner Hersteller, die jedoch noch nicht in demselben Maße etabliert sind wie die gängigen Module.

Die unterschiedlichen Photovoltaik-Module unterscheiden sich in den drei Hauptzellarten, bezüglich des Aufbaus und den zugrunde liegenden verwendeten Materialien. Die gängigsten Solarmodule sind monokristalline Solarmodule, polykristalline Rückkontaktzellen und kristalline Dünnschicht Photovoltaik-Module.

Grundsätzlich ist festzuhalten, dass alle Photovoltaik-Module aus kristallinem Silizium produziert werden, da dieser Stoff in Quarzsand enthalten ist. Nach einer gründlichen Reinigung entsteht das Kristallstruktur-Silizium. Die Solarmodule bestehen aus zwei Schichten desselben kristallinen Siliziums. An der Begrenzung der zwei Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Hier sind Metallkontakte angebracht, über die dann der durch die Sonneneinstrahlung erzeugte Strom weitergeleitet wird.

Monokristalline Solarmodule

Monokristalline Photovoltaik-Module ist die älteste Form der Solarmodule, da sie bereits Ende der 1950er Jahre Verwendung in der Raumfahrt fanden. Die monokristallinen PV-Module werden sehr aufwendig hergestellt und besitzen einen sehr hohen Siliziumgehalt, was sie sehr effizient macht. Die monokristallinen Kristalle werden auch als Einkristalle bezeichnet und erreichen einen Wirkungsgrad von 20%. Das bedeutet, dass sie rund 20% der Sonneneinstrahlung aufnehmen und umwandeln können.

Damit ist der Wirkungsgrad der monokristallinen PV-Module am höchsten, was sich auch im Preis niederschlägt und Grund dafür ist, dass die monokristallinen Solarmodule bei PV-Anlagen am meisten zur Verwendung kommen. Optisch sind die Solarmodule durch ihre flache Oberfläche, die ebene Struktur und die dunkle, meist schwarze oder anthrazit Farbe zu erkennen.

Polykristalline Rückkontaktzellen

Der entscheidende Unterschied der polykristallinen zu monokristallinen Solarmodulen ist, dass die polykristallinen PV-Module so hergestellt werden, dass das Silizium in Blöcke gegossen wird und im Anschluss daran eine Zerteilung in sogenannte Wafer erfolgt. Der Wirkungsgrad bei polykristallinen Photovoltaik-Modulen ist etwa um 2-3% geringer als der, der monokristallinen Module, was darin begründet ist, dass weniger reines Silizium bei der Herstellung verwendet wird.

Vom optischen Erscheinungsbild kann man die polykristallinen Photovoltaik-Module von den monokristallinen Modulen gut unterschieden: Sie sind grobkörniger auf der Oberfläche und die Farbe ist weniger schwarz als blau schimmernd wie bei Eiskristallen.

Kristalline Dünnschicht Photovoltaik-Module

Die kristallinen Dünnschicht-Module sind die dritte Hauptart der Solarmodule und werden auch als amorphe Solarzellen oder als Kristalline-Silizium-Dünnschichtsolarzellen (KSD-Zellen) bezeichnet. Sie enthalten deutlich weniger Silizium als die beiden anderen Modularten, was sich besonders erheblich in ihrem Wirkungsgrad niederschlägt. Dieser ist mit ca. 11% fast um die Hälfte geringer, als der von monokristallinen Solarmodulen. Dafür sind die Dünnschicht-Module gravierend dünner als die beiden anderen PV-Module, etwa um das 100-fache.

Zur Herstellung der Dünnschicht Photovoltaik-Module wird ein Trägermaterial benötigt, meist wird hierzu Glas eingesetzt. Das Silizium, unter Umständen auch andere Materialien wie Cadmiumtellurid, wird auf die Trägerschicht in einer sehr dünnen Schicht aufgedampft oder aufgesprüht. Diese Schicht hat eine Dicke von weniger als einen Nanometer – zum Vergleich: ein menschliches Haar ist ca. zwischen 60 und 90 Nanometer breit.


War der Beitrag hilfreich?
Hat mir weitergeholfen! (Anzahl positiver Bewertungen:2)
Loading...