Was ist das Besondere an monokristallinen Solarmodulen?

Wer sich mit Photovoltaik beschäftigt, begegnet schnell dem Begriff monokristalline Solarmodule. Sie gehören heute zu den wichtigsten Modultechnologien und kommen auch bei vielen Balkonkraftwerken von Kleines Kraftwerk zum Einsatz.

Gerade wenn nur wenig Fläche zur Verfügung steht, ist ein hoher Wirkungsgrad interessant: Je effizienter ein Modul Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, desto mehr Leistung lässt sich auf einer begrenzten Fläche unterbringen. Doch was unterscheidet monokristalline Solarzellen eigentlich von anderen Zelltypen?

Die Vorteile von monokristallinen Solarmodulen

Monokristalline Solarzellen bestehen aus Silizium mit einer weitgehend einheitlichen Kristallstruktur. Dadurch lassen sich leistungsfähige Solarzellen mit hohen Wirkungsgraden herstellen.

„Ihr größter Vorteil liegt deshalb dort, wo Fläche knapp ist: Eine hohe Modulleistung lässt sich auf vergleichsweise wenig Fläche unterbringen. Das ist beispielsweise bei Balkonen, Garagendächern oder kleineren Flachdächern besonders interessant. Hinzu kommt die typische dunkle bis schwarze Optik. Besonders Full-Black-Module wirken dadurch an Fassaden, Balkonen und Dächern vergleichsweise homogen," sagt Sebastian Hirt, Co-Founder von kleines kraftwerk.

Auch bei diffusem Licht produzieren monokristalline Module weiterhin Solarstrom. Die Leistung ist bei Bewölkung zwar geringer als bei direkter Sonneneinstrahlung, moderne Zelltechnologien können jedoch auch schwächere Einstrahlung nutzen.

kleines kraftwerk setzt auf monokristalline Solarmodule

Bei kleines kraftwerk kommen unterschiedliche moderne Silizium-Zelltechnologien zum Einsatz. Dazu gehören beispielsweise N-Type-TOPCon- und Back-Contact-Zellen.

TOPCon steht für „Tunnel Oxide Passivated Contact“. Vereinfacht gesagt reduziert die Zellstruktur elektrische Verluste an den Kontakten und ermöglicht dadurch hohe Wirkungsgrade.

TOPCon gehört inzwischen zu den wichtigsten Weiterentwicklungen kristalliner Silizium-Solarzellen. Auch das Fraunhofer ISE arbeitet seit Jahren intensiv an dieser Zellarchitektur und konnte damit hohe Zellwirkungsgrade erreichen.

Eine gute Wahl und zudem zukunftssicher

Ob Balkon, Hauswand, Garage, Garten oder Flachdach: Monokristalline Solarmodule eignen sich überall dort, wo du möglichst viel Solarleistung auf einer vorhandenen Fläche unterbringen möchtest.

Dabei solltest du allerdings nicht allein auf die Bezeichnung „monokristallin“ achten. Auch Zelltechnologie, Modulwirkungsgrad, Glasaufbau, Garantie, Abmessungen und die passende Halterung sind bei der Auswahl entscheidend.

Polykristalline Module spielen bei neuen kleinen PV-Anlagen inzwischen eine deutlich geringere Rolle. Moderne monokristalline Technologien wie TOPCon und Back Contact ermöglichen hohe Leistungen und eignen sich deshalb besonders gut für kompakte Solarsysteme.

So werden monokristalline Solarmodule produziert

Ausgangsmaterial für klassische monokristalline Silizium-Solarzellen ist hochreines Silizium. Dieses wird geschmolzen und anschließend zu einem einzelnen großen Siliziumkristall gezüchtet.

Beim sogenannten Czochralski-Verfahren wird ein kleiner Impfkristall in die Siliziumschmelze getaucht und kontrolliert herausgezogen. Dabei entsteht ein zylindrischer Einkristall, der als Ingot bezeichnet wird. Anschließend wird dieser Ingot in sehr dünne Scheiben geschnitten – die sogenannten Wafer. Aus ihnen entstehen in mehreren weiteren Bearbeitungsschritten die eigentlichen Solarzellen.

Dazu gehören unter anderem Oberflächenstrukturierung, Dotierung, Passivierung und die Herstellung der elektrischen Kontakte. Die fertigen Solarzellen werden anschließend miteinander verschaltet und zu einem Solarmodul zusammengefügt.

Bei modernen Glas-Glas-Modulen befinden sich die Zellen zwischen zwei Glasschichten. Das schützt die empfindlichen Solarzellen vor äußeren Einflüssen und ermöglicht bei bifazialen Modulen zusätzlich die Nutzung von Licht auf der Rückseite.

Was ist nun das Besondere an monokristallinen Solarmodulen?

Monokristalline Solarmodule verbinden hohe Leistungsfähigkeit mit vergleichsweise geringem Flächenbedarf. Genau das macht sie für Balkonkraftwerke besonders interessant.

Gleichzeitig hat sich die Technik weiterentwickelt. Wer heute ein Solarmodul auswählt, sollte deshalb nicht nur darauf achten, ob es monokristallin ist. TOPCon, Back-Contact, bifaziale Bauweise, Modulwirkungsgrad und die Qualität des gesamten Systems sagen deutlich mehr darüber aus, wie modern ein Modul tatsächlich ist.