Wie werden Solarmodule hergestellt? Aus welchen Teilen bestehen sie? Liste der Zelltypen und Teile eines Solarmoduls

Lesedauer: 3 Minuten

Solarenergie hat sich als die billigste Energiequelle der Welt durchgesetzt und lässt viele Menschen mit der Frage zurück, wie Photovoltaik so effizient und kostengünstig sein kann und dennoch „grüne“ Energie liefert. Um diese Frage zu beantworten, muss man verstehen, wie Solarenergie funktioniert, wie Solarmodule hergestellt werden und was die Bestandteile eines Solarmoduls sind. Die meisten auf dem Markt erhältlichen Paneele bestehen aus monokristallinem, polykristallinem oder Dünnschicht- („amorphem“) Silizium. In diesem Artikel erklären wir die verschiedenen Arten, wie Solarzellen hergestellt werden und welche Teile für die Herstellung eines Solarmoduls benötigt werden.

Wie werden Solarmodule hergestellt? Mono- vs. Poly- vs. Dünnschicht

Solarphotovoltaik wird aus einer Reihe von Teilen hergestellt, von denen die wichtigsten Siliziumzellen sind. Silizium, Ordnungszahl 14 im Periodensystem, ist ein Nichtmetall mit leitenden Eigenschaften, die ihm die Fähigkeit verleihen, Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln. Wenn Licht auf eine Siliziumzelle trifft, werden Elektronen in Bewegung gesetzt, die einen Stromfluss in Gang setzen. Dies ist als „photovoltaischer Effekt“ bekannt.

Siliziumzellen allein können jedoch keinen Strom für Ihr Haus liefern. Sie werden mit einem Metallgehäuse und einer Verkabelung gepaart, die es den Elektronen der Solarzelle ermöglichen, zu entweichen und nutzbaren Strom zu liefern. Silizium gibt es in verschiedenen Zellstrukturen: einzellige (monokristalline), polykristalline oder amorphe Formen, die am häufigsten mit Dünnschichtsolarzellen in Verbindung gebracht werden.

Herstellungsprozess von Solarmodulen

Monokristalline Solarmodule werden aus einem großen Siliziumblock hergestellt und werden in Form von Silizium-Wafern produziert. Bei der Herstellung werden einzelne Silizium-Wafer geschnitten, die auf ein Solarmodul aufgeklebt werden können. Monokristalline Siliziumzellen haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline oder amorphe Solarzellen. Die Herstellung einzelner monokristalliner Wafer ist arbeitsintensiver und daher auch teurer in der Herstellung als polykristalline Zellen. Monokristalline Zellen haben eine ausgeprägte schwarze Ästhetik und werden oft mit dem eleganten Aussehen der Premium-Paneele von SunPower in Verbindung gebracht.

Polykristalline Solarzellen sind ebenfalls Siliziumzellen, aber anstatt in einem großen Block geformt und in Wafer geschnitten zu werden, werden sie durch das Zusammenschmelzen mehrerer Siliziumkristalle hergestellt. Viele Siliziummoleküle werden geschmolzen und dann wieder zu dem eigentlichen Panel zusammengeschmolzen. Polykristalline Zellen haben einen geringeren Wirkungsgrad als monokristalline Zellen, sind aber auch preiswerter. Sie haben einen bläulichen Farbton, der oft mit der Ästhetik von SolarWorld-Solarmodulen in Verbindung gebracht wird.

Schließlich bilden amorphe Siliziumzellen flexible Solarmodulmaterialien, die oft in Dünnschicht-Solarmodulen verwendet werden. Amorphe Siliziumzellen sind nicht kristallin, sondern werden auf ein Substrat wie Glas, Kunststoff oder Metall aufgebracht. Aus diesem Grund machen Dünnschicht-Solarmodule ihrem Namen alle Ehre: Sie sind schlank und biegsam, anders als ein Standard-Panel. Obwohl ein idealer Anwendungsfall für die Vielseitigkeit, sind amorphe Solarzellen im Vergleich zu mono- oder polykristallinen Zellen sehr ineffizient. First Solar ist am bekanntesten für die Herstellung von Dünnschichtmodulen in den USA.

Nach der Herstellung des einzigartigen Solarzellentyps schließen die Hersteller von Solarmodulen den Prozess ab, indem sie die elektrischen Systeme anschließen, die Zellen mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen und das gesamte System in einem Gehäuse aus Metall und Glas unterbringen.

Was sind die Teile eines Solarmoduls?

Die Materialien, die zur Herstellung der Zellen für Solarmodule verwendet werden, sind nur ein Teil des Solarmoduls selbst. Bei der Herstellung eines Solarmoduls kommen in der Regel sechs verschiedene Komponenten zusammen. Wenn Sie Heimwerker sind und neugierig auf die Materialien eines Solarmoduls sind, möchten Sie vielleicht sogar eine hypothetische „Zutatenliste“, um selbst eines herzustellen. Hier sind die üblichen Teile eines Solarmoduls:

1. Silizium-Solarzellen
2. Metallrahmen (typischerweise Aluminium)
3. Glasplatte für das Gehäuse
4. Standard-12V-Kabel
5. Buskabel
6. Plexiglas

Zusätzlich zu den Solarzellen selbst enthält ein Standard-Solarmodul ein Glasgehäuse an der Vorderseite des Moduls, um die Haltbarkeit und den Schutz für die Silizium-PV hinzuzufügen. Unter dem Glasgehäuse befindet sich ein Gehäuse zur Isolierung und eine schützende Rückwand, die dazu beiträgt, die Wärmeabgabe und Feuchtigkeit im Inneren des Panels zu begrenzen. Die Isolierung ist besonders wichtig, da ein Temperaturanstieg zu einer Verringerung des Wirkungsgrads und damit zu einer geringeren Leistung des Solarmoduls führt. Daher müssen PV-Hersteller zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass das Licht eingefangen wird, ohne dass die Technologie überhitzt wird.

Sollten Sie Ihre eigenen Solarmodule herstellen?

Für jeden, der eine Solaranlage installieren möchte und einen Do-it-yourself-Weg in Betracht zieht, gibt es eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen, wie z. B. Garantien, die Langlebigkeit der Leistung, die Effizienz und die Gesamtkosten. Um einen vollständigen Überblick über diese Faktoren zu erhalten, lesen Sie unseren Artikel über die Vor- und Nachteile von DIY-Solaranlagen. Wenn Sie einen persönlichen Kostenvoranschlag für eine Solaranlage auf der Grundlage Ihres spezifischen Standorts und Dachtyps suchen, probieren Sie unseren Solarrechner aus. Für Hausbesitzer, die an Angeboten von lokalen, vorgeprüften Installateuren interessiert sind, besuchen Sie den EnergySage Solar-Marktplatz.