Hochleistungs-Solarmodule: Typen, Marken & Technologie

In diesem Artikel geht es um Hochleistungs-Solarmodule. Neben einer Liste mit allen aktuellen High-Efficency-PV-Modulen gibt es weitere Hintergrundinformationen über die verwendete Technologie und vieles mehr.

Wie werden Hochleistungs-Photovoltaikmodule definiert?

Was genau sind eigentlich Hochleistungs-Solarmodule? Grundsätzlich gibt es keine einheitliche Definition.

Im Photovoltaik-Bereich kann man Höchstleistung folgendermaßen bestimmen:

Die Nennleistung gibt nur bedingt Auskunft über die Effizienz vom PV-Modul. Das liegt darin begründet, dass es eine Vielzahl von unterschiedlichen Modularten gibt. Insbesondere entscheiden sind die Größe und die Anzahl der verwendeten Solarzellen. Mehr über die Größen von Solarmodulen hier.

So gibt es z.B. verschiedenen Ausprägungen von Solarmodulen mit typischen Solarzellen in einer Größe 166 mm x 83 mm. Der Wirkungsgrad vom 120 Halbzellen-Modul wird in etwa der Gleiche sein, wie bei der 144-Halbzellen-Variante vom selben Solarmodulhersteller, auch wenn dieses 460 Wp oder mehr erreicht.

Wenn wir also von Hochleistung sprechen, sollten wir uns auf den Wirkungsgrad vom Photovoltaikmodul beziehen. Es geht also um die stärksten PV-Module je Fläche.

Aktuelle Mainstream-Module haben einen Wirkungsgrad von 19,5 bis 20,0 Prozent. Daher setze ich die Mindestgrenze für eine hohe Leistung auf 20,8 %. Mit fortschreitender technologischer Entwicklung steigt die Grenze zum Hocheffizienz-Solarmodul natürlich immer weiter. 

Liste von aktuellen Hochleistungssolarmodulen (Vergleich)

Welche Technik wird bei Hochleistungsmodulen eingesetzt?

Die Hochleistungsmodule im Solarmodul-Test weisen einige Gemeinsamkeiten auf, die eingesetzte Modultechnologie variiert aber je nach Hersteller.

Die stärkste Gemeinsamkeit ist die Zellenbasis

Alle PV-Module setzen auf monokristalline Silizium-Solarzellen. Das ist keine Überraschung, denn polykristalline Module haben in den letzten Jahren rasant an Marktanteil verloren und werden im Wohnbereich praktisch nicht mehr verwendet.

Halbzellen-Architektur ist Standard

Fast alle Hochleistungsmodule setzen auf die Halbzellen-Technologie. Was bringen Halbzellen überhaupt?

Die normale Solarzelle wird einfach mittels eines Lasers in der Mitte geteilt, mit dem Ziel von einer geringeren Verlustleistung. Ein Teil des Wärmeverlusts kann vermindert werden, indem der Widerstand um 50 % reduziert wird, was im Endeffekt den Wirkungsgrad erhöht.

Es gibt allerdings auch Solarmodul-Hersteller, die dem Trend entgegengehen

Maxeon setzt mit seiner Marke "Sunpower" auf Vollsolarzellen, welche komplett ohne Rasterlinen auf der Modul-Vorderseite auskommen. Mit der Rückkontakt-Technologie vom Maxeon 6 wird der aktuell beste Wirkunsgrad von 22,8 % erreicht. LG bietet mit der Neon-Serie eine ähnliche Technologie an.

Weiterhin gibt es mittlerweile auch Drittelzellen und Schindel-Solarzellen, wobei sich diese noch nicht am Markt durchgesetzt haben.

Jeder Hersteller hat seine Eigenheiten und speziellen Verfahren

So spricht Mayer Burger von der SWCT™-Technologie und SmartWire-Technologie. Wodurch die Zellanordnung optimiert wird und ohne Zwischenräume auskommt. 

LG spricht von der CELLO-Technologie, bei der die gewöhnlichen 4 Busbars durch 9 dünne Drähte ersetzt werden, um die Leistung weiter zu steigern.

PERC vs. HJT Module

Ein Großteil der Hochleistungsmodule setzt aktuell auf die Heterojunction-Technologie (HJT). Dabei gibt es eine Kombination aus einem dünnen monokristallinen Silizium-Wafer umhüllt von zwei ultradünnen Schichten mit amorphen Silizium. Es wird weniger Ladung verloren. Die n-Typ-Techonologie hat den großen Vorteil, dass kein LID (Lichtinduzierter Degradationseffekt) auftritt und das Solarmodul länger hält.

Es befinden sich auch einige PERC Module (p-Typ) unter den Hochleistungs-Solarmodulen, allerdings ist die Anzahl nicht sehr groß. Passivated Emitter and Rear Cells, so der eigentliche Name, können vermehrt auch rotes Sonnenlicht zur Stromumwandlung nutzen und bieten deshalb einen hohen Wirkungsgrad.

Bifazielle Hochleistungsmodule

Ein großer Trend sind sogenannte Bifaziale Solarmodule, welche auch auf der Modulrückseite Solarstrom erzeugen können. Die verwendeten bifazialen Solarzellen funktionieren also auf beiden Seiten.

Mithilfe einer Glas-Schutzschicht oder einer transparenten Schutzfolie wird auch auf der Rückseite vom Solarmodul diffuse und reflektierte Strahlung aufgenommen. Das kann den tatsächlichen Wirkungsgrad stark erhöhen.

Abhängig ist das von der Albedo, dem Rückstrahlvermögen vom Untergrundes. Generell gilt: je heller, desto größer die Albedo. Ein helles Dach kann den Wirkungsgrad vom bifazialen Hochleistungs-PV-Modul um bis zu 10 % erhöhen.

Hochleistungs Solarmodule günstig kaufen?

Hochleistungsmodule sind per se nicht günstig zu erwerben, da Sie am oberen Limit der technischen Entwicklung stehen. Die hohen Forschungskosten und die noch nicht perfekt laufenden Massenproduktion wird auf den Endpreis umgelagert.

Generell sind Hochleistungsmodule deshalb deutlich teurer als Mainstream-Solarmodule. Der Vorteil liegt in der verringerten Leistungsdegradation und längeren Haltbarkeit. Weiterhin passt einfach mehr Leistung auf eine gegebene Fläche, und das ist oftmals der limitierende Faktor.