Glossar: Monokristallines Solarmodul

Wie der Einkristall entsteht

Das gängige Verfahren heißt Czochralski-Verfahren. Ein kleiner Impfkristall wird in geschmolzenes Silizium getaucht und langsam unter Drehen herausgezogen. Dabei wächst ein zylindrischer Einkristall, dessen Gitter durchgehend regelmäßig ist, ohne Korngrenzen. Aus diesem Block sägt man hauchdünne Scheiben, die Wafer, und verarbeitet sie zu Zellen. Laut Wikipedia sind die Wafer typischerweise nur einen Bruchteil eines Millimeters dick.

Polykristalline Zellen entstehen dagegen aus gegossenem Silizium mit vielen kleinen Kristallen. An den Grenzen gehen Ladungsträger verloren, der Wirkungsgrad liegt niedriger. Das RP-Energie-Lexikon nennt für polykristalline Zellen rund 16 Prozent, für monokristalline oft über 20 Prozent.

Marktlage: Monokristallin ist der Normalfall

Im Photovoltaics Report des Fraunhofer ISE entfallen von rund 706 Gigawatt Produktion in der aktuellen Ausgabe etwa 690 Gigawatt auf monokristallines Silizium. Das sind ungefähr 98 Prozent, die Produktion polykristalliner Module liegt bei null. Beim Kauf eines Balkonkraftwerks ist die Frage „mono oder poly“ damit meist gar keine Wahl mehr. Wichtiger sind die Unterschiede innerhalb der monokristallinen Familie, etwa N-Type-Zellen oder die TOPCon-Technik.

Rechenbeispiel: Wie viel Fläche brauchst du?

Bei 1.000 Watt Einstrahlung pro Quadratmeter erzeugt ein Modul mit 22,7 Prozent Wirkungsgrad rechnerisch etwa 227 Watt pro Quadratmeter. Fraunhofer nennt 22,7 Prozent als gewichteten Durchschnitt kommerzieller Siliziummodule laut Herstellerdatenblättern, die Spanne reicht von 18,9 bis 24,8 Prozent. Für 450 Wp braucht es dann etwa 1,98 Quadratmeter, was zu den rund 1,1 mal 1,8 Metern eines Standardmoduls passt. Ein Modul mit nur 18 Prozent bräuchte für dieselbe Leistung rund 2,5 Quadratmeter. Auf einem schmalen Balkon entscheidet dieser Unterschied, ob zwei Module passen. Fläche ist am Geländer meist der knappste Faktor, nicht das Budget für die Zellen.

Worauf du im Datenblatt achten solltest

• Modulwirkungsgrad: Er ist niedriger als der Zellwirkungsgrad, weil Rahmen und Zellabstände Fläche kosten.
• Temperaturkoeffizient: Kristallines Silizium verliert laut Wikipedia etwa 0,4 Prozent Leistung je Grad Erwärmung.
• Leistungsgarantie: Typisch sind Zusagen über 25 Jahre. Gib auf die Restleistung nach Ablauf acht, nicht nur auf die Laufzeit.
• Abmessungen und Gewicht: Sie bestimmen, welche Halterung freigegeben ist und ob Wind- und Schneelast sicher aufgenommen werden.

Eine Orientierung zu Größen und Typen bietet die Seite zu den Solarmodulen für Balkonkraftwerke. Was die Leistungsangabe bedeutet, steht im Eintrag zum Wattpeak, den zu erwartenden Jahresertrag zeigt der Beitrag zum Ertrag pro Kilowattpeak.

Häufige Fragen

Sind monokristalline Module immer besser als polykristalline?

Beim Wirkungsgrad meist ja, und sie brauchen weniger Fläche für dieselbe Leistung. Polykristalline Module spielen laut Fraunhofer ISE in der Produktion praktisch keine Rolle mehr. Wer ein älteres Gerät gebraucht kauft, sollte auf den Typ im Datenblatt achten und Leistung sowie Zustand vor dem Kauf prüfen.

Erkenne ich ein monokristallines Modul an der Farbe?

Oft, aber nicht sicher. Monokristalline Zellen wirken dunkelblau bis schwarz mit abgeschnittenen Ecken, polykristalline eher blau und gesprenkelt. Verlässlich ist nur die Angabe im Datenblatt, denn auch Farbbeschichtungen und schwarze Rückseiten verändern den Eindruck. Der Zelltyp steht dort meist neben der Modulleistung.

Bringt Monokristallin bei Schatten Vorteile?

Nein, bei Teilschatten gelten dieselben Regeln wie bei anderen Zellen. Hier helfen eher die Zellverschaltung und der Wechselrichter, nicht die Kristallart. Mehr dazu steht beim Halbzellen-Modul. Wer häufig Schatten hat, sollte zuerst die Aufstellung ändern, bevor er über die Zelltechnik nachdenkt.