Polykristalline Solarmodule 

Was ist ein polykristallines Solarmodul? 

Für das ungeübte Auge sehen auf den ersten Blick alle Solarmodule gleich aus. Wer sich aber zumindest einmal näher mit der Thematik auseinandergesetzt hat, der weiß: Es existieren sehr wohl unterschiedliche Arten von Solarmodulen. „Poly“ ist im Fall von Solarmodulen die Abkürzung von „polykristallin“. Dabei handelt es sich um eine Bezeichnung für die Art des Siliziums, welches zur Herstellung verwendet wurde. Tatsächlich existieren zwei Fertigungsverfahren, die ihre spezifischen Vor- und Nachteile haben.  

Das Ausgangsprodukt ist in beiden Fällen das Halbleitermaterial Silizium, auch bekannt als Quarzsand. Dieses wird zunächst gereinigt und danach eingeschmolzen. An diesem Punkt trennen sich die beiden Fertigungswege:

• Gießverfahren: Das geschmolzene Silizium wird in einen neuen Tiegel umgefüllt, um dort abkühlen zu können. Besonders wichtig ist, dass dieser Abkühlvorgang von unten nach oben abläuft. Nur so können nämlich die Siliziumkristalle nach oben wachsen. 
• Bridgeman-Verfahren: Hier entfällt das Umfüllen des Siliziums. Das Material wird direkt in jenem Tiegel erhitzt, in dem später auch das Abkühlen stattfinden soll. Das hat den Vorteil, dass größere Kantenlängen erzeugt werden können. 

Ist das Silizium vollständig ausgekühlt, werden die Blöcke zersägt. Dabei entstehen Säulen, die unter dem Fachbegriff „Ingots“ bekannt sind. Diese Ingots werden ebenfalls zersägt, die dabei entstehenden dünnen Scheiben nennt der Experte „Wafers“. Es folgt die Reinigung der Siliziumplättchen, bevor die Weiterverarbeitung der Wafer zu Solarzellen beginnen kann. 

Wie sind polykristalline Solarmodule aufgebaut? 

Was den Aufbau der typischen Solarmodule angeht, besteht im Grunde kein Unterschied zwischen der poly- und der monokristallinen Variante. Typisch ist ein Schichtaufbau, innerhalb dessen die einzelnen Zellen miteinander verschaltet sind. Die erwähnten Schichten (von oben nach unten) übernehmen dabei folgende Aufgaben: 

• Die oberste Schicht muss lichtdurchlässig sein, damit die Sonnenstrahlen so ungehindert wie möglich auf die Solarzellen treffen können. Gleichzeitig ist es wichtig, die erwähnten Zellen zuverlässig gegen Einflüsse von außen zu schützen (Temperaturwechsel, Druck, Stöße etc.). Zu diesem Zweck wird sehr häufig eine Frontglasscheibe (ESG) eingesetzt. 
• Es folgt die sogenannte obere „Einbettfolie“. Die aus Ethylvinylacetat (EVA) oder Gießharz bestehende Schicht ist mit den Solarzellen verschweißt, wodurch sich ein wasserdichter Korrosionsschutz ergibt. Diese quasi „Laminierung“ verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit. 
• Bei der dritten Schicht von oben handelt es sich um die Solarzellen selbst. Die einzelnen Elemente sind üblicherweise mit Lötbändern verbunden. 
• Es folgt eine weitere EVA- oder Gießharz-Schicht, um den wasser- und luftdichten Einschluss der Solarzellen zu garantieren. 
• All die vorgestellten Ebenen liegen auf einer abschließenden Schicht, die einen zusätzlichen Schutz vor Chemikalien, Fetten und Schmutz im Allgemeinen bieten soll. Üblicherweise kommt dabei eine Tedlar-Verbundfolie aus Polyvinylfluorid (PVF) oder eine weitere Glasschicht zum Einsatz. 
• Unabhängig von der konkreten Ausformung der einzelnen Ebenen hält ein Aluminiumrahmen alles zusammen. Dieser sorgt nicht nur für mehr Stabilität, sondern erleichtert außerdem auch die Montage der Solarmodule. 

Was ist der Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen? 

Aber warum heißen die polykristallinen Solarzellen nun so, wie sie heißen? Und was ist der Unterschied zur ebenfalls erhältlichen monokristallinen Variante? 

Die Antwort versteckt sich im Grunde bereits in der Schilderung der Herstellung. Durch das Einschmelzen und Abkühlen des Siliziums entsteht innerhalb des Blocks eine Vielzahl an unterschiedlichen Siliziumkristallen. 

Bei der Herstellung monokristalliner Solarzellen wird gezielt ein einziger Siliziumkristall gezüchtet, aus dem in letzter Konsequenz die Wafer geschnitten werden. Die Struktur dieser Zellen ist einheitlicher – weshalb monokristalline Solarzellen auch leistungsstärker sind. Allerdings bewirkt die aufwendigere Herstellungsart einen höheren Preis.
 

Welche Vorteile bringen polykristalline Solarmodule mit? 

Verglichen mit monokristallinen Solarzellen bringt die polykristalline Variante grundsätzlich etwas weniger Leistung. Das heißt allerdings nicht, dass sie nicht auch über spezifische Vorteile verfügen:

• Kosten: Poly Module sind für merklich weniger Geld zu haben als monokristalline Modelle. So können sich auch jene Menschen den Traum einer eigenen Solaranlage erfüllen, die vielleicht mit einem schlankeren Budget arbeiten müssen. Für die niedrigeren Preise gibt es zwei Hauptgründe. Zum einen ist die Herstellung vergleichsweise weniger aufwendig. Dazu kommt, dass Silizium mit geringerer Reinheit eingesetzt wird, was wiederum die Rohstoffkosten und somit den Endpreis drückt. 
• Lebensdauer: Polykristalline Solarmodule erreichen eine durchschnittliche Lebensdauer von rund 30 Jahren. Einmal montiert, liefern sie also jahrzehntelang günstige Sonnenenergie. Als Besitzer müssen Sie sich diesbezüglich keine Gedanken mehr machen. 
• Amortisierung: Im Allgemeinen amortisiert sich die Anschaffung von Poly Modulen sehr schnell. Abhängig von den tatsächlichen Nutzungsbedingungen sprechen wir hier von einer Dauer zwischen zwei und fünf Jahren. 
• Verfügbarkeit: In der Praxis sind monokristalline Solarzellen dank ihres besseren Wirkungsgrads deutlich beliebter. Entsprechend lang sind die Wartezeiten. Da der Run auf die Poly-Module nicht so groß ist, sind diese rascher verfügbar und Sie können früher loslegen. 

Neben diesen Vorteilen gibt es auch einige Nachteile, die vor dem Kauf berücksichtigt werden sollten. Verglichen mit monokristallinen Zellen ist der Wirkungsgrad geringer. Er beträgt in etwa 15-17 % (verglichen mit den 20-30 % der Mono-Konkurrenz). Das liegt an den Übergängen zwischen den unterschiedlichen Kristallen. Aufgrund des niedrigeren Wirkungsgrades braucht es auch mehr Installationsfläche, um auf den gleichen Output zu kommen wie bei Mono-Modulen. Dazu sind polykristalline Zellen vergleichsweise schwer, was wiederum zu einem höheren Gewicht der gesamten Anlage führt. Manche Dächer gelangen so an die Grenzen ihrer Tragfähigkeit. Zwar haben die Poly Module ein etwas bessere Schwachlichtleistung als ihre Mono-Kollegen, allerdings sind sie weniger effizient. Teil-Verschattung und diffuses Licht führen deshalb zu einer merklichen Minderung der Leistung. 

Wofür eignen sich polykristalline Solarmodule am besten? 

Die zwei wichtigsten Punkte: 

• Platzangebot: Wer auf Basis einer großen (Dach)Fläche planen kann, der kann sich ruhig näher mit der Option der polykristallinen Solarmodule auseinandersetzen. Die Nachteile in Sachen Wirkungsgrad lassen sich durch die Nutzung einer größeren Fläche problemlos wettmachen. 
• Budget: Polykristalline Solarzellen sind günstiger als die monokristalline Variante. Sollten Ihnen also vergleichsweise enge finanzielle Grenzen gesetzt sein, müssen Sie dennoch nicht auf eine eigene Solaranlage verzichten, sondern können sich für die Poly-Variante entscheiden. 

Dazu kommt, dass im Vergleich zu monokristallinen Modulen zwar immer noch Nachteile bezüglich des Wirkungsgrades bestehen, diese sich in den letzten Jahren allerdings verringert haben. Verfeinerte Fertigungstechniken sorgen dafür, dass die ehemals markanten Nachteile mehr und mehr verblassen. Dadurch vergrößert sich das Einsatzgebiet von polykristallinen Solarmodulen. 

Polykristalline Solarmodule kaufen: Fazit 

Von den zwei großen Solarmodul-Varianten – mono- und polykristalline – hat die Poly-Variante seit vielen Jahren den Ruf, im Vergleich einen etwas geringeren Wirkungsgrad zu haben. Das ist tatsächlich wahr, die Unterschiede haben sich in den letzten Jahren allerdings verringert. Komplett ist die Differenz allerdings noch nicht verschwunden, weshalb Poly-Solarmodule weiterhin eine gute Idee sind, wenn ausreichend Platz für die Module vorhanden ist. Der Nachteil lässt sich dann einfach durch ein „Mehr“ an Kollektoren ausgleichen. Dafür sind polykristalline Solarmodule günstiger als die Mono-Variante, haben eine Lebensdauer von rund 30 Jahren, amortisieren sich rasch und sind – dank geringerer Nachfrage – schneller verfügbar als die Mono-Solarzellen.

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