Was ist die beste Solarzellen-Technologie? Monokristalline vs. Polykristalline Solarzellen: Welche wählen?

Monokristalline und polykristalline Solarzellen haben gemeinsam einen Marktanteil von rund 95 Prozent. Also fällt die Entscheidung oft zwischen diesen beiden Arten von Solarzellen. In diesem Artikel informieren wir über die Unterschiede in Aussehen, Leistung und Kosten beider Solarmodulen.

Monokristallin oder Polykristallin PV-Module im Vergleich

Monokristallin vs. Polykristallin - Das Wichtigste in Kürze

Private Betreiber entscheiden sich meist für monokristalline Solarmodule, während Polykristalline sich eher für Photovoltaik-Großanlagen eignen.

  • Monokristallin: Sind am effizientesten und platzsparend. Dafür sind sie auch am teuersten.
  • Polykristallin: Haben das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.
  • Alternativen: Vor allem Dünnschichtmodule sind eine Alternative zu kristallinen Solarmodulen.

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Was ist der Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen?

Der wesentliche Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen besteht in der Zellstruktur. Beide werden aus dem Halbleitermaterial Silizium hergestellt, aber:

  • Monokristallinen Solarzellen bestehen aus einer Einkristallstruktur,
  • Polykristallinen Solarzellen bestehen aus mehreren Einzelkristallen.

Dieser Unterschied führt dazu, dass beide Arten von Solarzellen unterschiedliche Eigenschaften haben.

EigenschaftenMonokristalline PV-ModulePolykristalline PV-Module
Wirkungsgrad20 - 22 %15 - 18 %
Modulgrößeca. 1.700 x 1.038 x 40 mmca. 1.600 x 1.000 x 40 mm
Modulgewicht17,5 - 23,0 kg18,0 - 22,0 kg
Nennleistung350 bis 450 Watt270 bis 380 Watt
Degradation0,3 - 0,5 %/Jahr0,1 - 0,3 %/Jahr
FarbeDunkelblau bis schwarzBlau bis dunkelblau
Produktgarantie10 - 20 Jahre10 - 20 Jahre
Leistungsgarantieüber 30 Jahreüber 30 Jahre

Monokristallin vs. Polykristallin: Welche Solarzellen sind besser?

Heutzutage werden monokristalline Solarmodule aufgrund des höheren Wirkungsgrads oft bevorzugt. Dafür bezahlen Betreiber einen höheren Preis bei der Anschaffung. Polykristalline Solarmodule haben das beste Preis-Nutzen-Verhältnis.

 Monokristalline PV-ModulePolykristalline PV-Module
Vorteile
  • Höchster Wirkungsgrad
  • Platzsparend
  • Ästhetisch ansprechend
  • Günstiger Preis
  • Geringer Leistungsverlust im Laufe der Jahre
Nachteile
  • Geringerer Wirkungsgrad
  • Mehr Platzbedarf
  • Schlechtes Schwachlichtverhalten

Um herauszufinden, welcher Wirkungsgrad für die individuellen Bedürfnisse benötigt wird empfehlen wir eine Photovoltaik Rechner.

Herstellungsverfahren von monokristallinen und polykristallinen Solarzellen

Monokristalline Solarzellen verwenden nur reines Silizium. Dieses wird geschmolzen, um einkristalline Stäbe herzustellen. Diese Stäbe werden in Wafer geschnitten. Die Wafer miteinander verbunden, wodurch die Solarzelle entsteht. Die Verbindung kann in Reihe oder parallel erfolgen, was jeweils eigene Vorteile mit sich bringt.

Für die Herstellung von polykristallinen Solarzellen wird das Silizium ebenfalls geschmolzen. Allerdings wird hier auch nicht reines Silizium verwendet, was später sichtbar ist. Dabei entstehen Siliziumblöcke aus mehreren Einzellkristallen, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind. Auch hier werden sie zu Wafer geschnitten und zu Solarzellen verarbeitet. Ihre Herstellung benötigt weniger Temperatur, weswegen weniger Energie verwendet wird. Dadurch gelten sie als umweltfreundlicher als monokristalline Solarzellen.

Wirkungsgrad von mono- und polykristallinen Solarzellen

Monokristalline Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad mit bis zu 22,8 Prozent. Damit sind sie die effizienteste Art der Solarzelle. Ihre Einkristallstruktur verleiht ihnen eine höhere Leitfähigkeit, was die Bewegung der Elektronen vereinfacht. Polykristalline Solarzellen erreichen nur einen Wirkungsgrad zwischen 15 und 18 Prozent.

Was ist besser bei Schwachlicht: polykristallin oder monokristallin?

Monokristalline Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad mit bis zu 22,8 Prozent. Damit sind sie die effizienteste Art der Solarzelle. Ihre Einkristallstruktur verleiht ihnen eine höhere Leitfähigkeit, was die Bewegung der Elektronen vereinfacht. Polykristalline Solarzellen erreichen nur einen Wirkungsgrad zwischen 15 und 18 Prozent.

Was ist besser bei Schwachlicht: polykristallin oder monokristallin?

Das Schwachlichtverhalten ist bei deinen Modultypen identisch. Bei sehr schwachen Einstrahlungen arbeiten polykristallinische Solarzellen besser, bei Strahlungstärken über 300 Watt pro Quadratmeter arbeiten monokristallinische Solarzellen besser. Weil monokristalline Zellen einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline haben, erreichen sie insgesamt eine höhere Leistung bei Schwachlicht.

Wie unterscheiden sich monokristalline und polykristalline Solarzellen im Aussehen?

Monokristalline Solarzellen sind dunkelblau bis tiefschwarz. Polykristalline Solarzellen sind in hellen Blautönen gehalten. Alle kristallinen Solarzellen sind von Natur aus grau. Der Farbunterschied ist auf die Antireflexionsschicht auf dem Silizium zurückzuführen, die die Eigenschaften der Solarzellen verbessert.

Polykristalline Wafer haben eine quadratische Form, weil sie aus quaderförmigen Siliziumblöcken gesägt werden. Monokristalline Wafer hingegen haben eine pseudo-quadratische oder achteckige Form, da sie aus zylindrischen Siliziumstäben geschnitten werden. Die Form der Wafer wird durch die Art der verwendeten Siliziumblöcke bestimmt.

Kosten von mono- und polykristallinen Solarmodulen

Monokristalline Solarmodule kosten 200 bis 350 Euro, was 900 bis 1.400 pro kWp Leistung entspricht. Der Preis von polykristallinen Solarmodulen liegt zwischen 120 und 180 Euro, also 500 bis 1.000 Euro pro kWp Leistung. Zwar sind monokristalline Zellen kostenintensiver, dafür benötigen sie aufgrund des höheren Wirkungsgrads weniger Fläche.

Hinweis: Es gibt etliche PV-Förderungen, welche die Kosten der Photovoltaikanlagen senken können.

Verfügbarkeit polykristalliner und monokristalliner Solarpanels

Die Hersteller von PV-Modulen fokussieren sich hauptsächlich auf monokristalline Solarmodule. Polykristalline Module werden zwar immer noch hergestellt, aber nicht für den privaten Gebrauch, wie zum Beispiel in der Photovoltaikanlage eines Einfamilienhauses. Die monokristalline Technologie ist vorherrschend, weil sie leistungsfähiger ist und dank verbesserter Produktionstechnik nun für den Massenmarkt geeignet ist. Unabhängig davon für welches Photovoltaik-Modul sich Interessierte entscheiden, empfehlen wir eine Photovoltaik Anbieter Vergleich, um sicherzustellen, dass der richtige Partner für die individuellen Bedürfnisse gefunden wird.

Umweltbilanz von Solarmodulen auf monokristalliner und polykristalliner Basis

Die "energetische Amortisation" bezieht sich auf die Kompensation dieses Verbrauchs. Eine Studie des deutschen Bundesumweltministeriums zeigt, dass beide Zelltechnologien eine schnelle energetische Amortisation erreichen.

  • Polykristalline Module sind effizienter und benötigen nur etwa 1,7 Jahre, während
  • monokristalline Module etwa 2,1 Jahre benötigen.

Monokristalline vs. Polykristalline Solarzellen: Welche sind langlebiger?

Kristalline Solarmodule haben eine lange Lebensdauer, in der Regel über 30 Jahre. Einige Testinstallationen haben sogar 40 Jahre und mehr überdauert. Im Laufe der Zeit verlieren Solarmodule an Leistung, was als Leistungsabfall bezeichnet wird. Dies ist bei kristallinen Solarzellen ein allmählicher und linearer Prozess. Die Geschwindigkeit der Leistungsreduzierung ist bei mono- und polykristallinen Modulen unterschiedlich.

  • Monokristalline Solarzellen haben eine Degradation von 0,3 bis 0,5 Prozent im Jahr.
  • Polykristalline Solarzellen verlieren lediglich 0,1 bis 0,3 Prozent ihrer Leistungsfähigkeit pro Jahr.

Die idealen Einsatzgebiete von poly- und monokristallinen Solarzellen

Im Allgemeinen werden monokristalline Solarzellen für die meisten Anwendungsgebiete bevorzugt. Sie eignen sich aufgrund des hohen Wirkungsgrads für Solaranlagen mit geringer Installationsfläche, wie etwa für Einfamilienhäuser. Polykristalline sind eine hervorragende Alternative für Großanlagen wie etwa Photovoltaik-Freiflächenanlagen oder Mehrfamilienhäuser.

Die idealen Einsatzgebiete von poly- und monokristallinen Solarzellen

Im Allgemeinen werden monokristalline Solarzellen für die meisten Anwendungsgebiete bevorzugt. Sie eignen sich aufgrund des hohen Wirkungsgrads für Solaranlagen mit geringer Installationsfläche, wie etwa für Einfamilienhäuser. Polykristalline sind eine hervorragende Alternative für Großanlagen wie etwa Photovoltaik-Freiflächenanlagen oder Mehrfamilienhäuser.

Welche Alternativen gibt es?

Für Sonderfälle sind alternative Arten von Solarzellen auf dem Markt erhältlich.

Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule sind im Vergleich zu kristallinen Modulen leicht und kostengünstig. Allerdings haben sie einen geringen Wirkungsgrad von etwa 10 bis 13 Prozent. Diese Module werden aus amorphem, nicht kristallinem Silizium hergestellt. Der Produktionsprozess von Dünnschichtmodulen ist weniger komplex als die von kristallinen Wafermodulen. Der Hauptvorteil von Dünnschichtmodulen ist ihre geringe Dicke, die sie für architektonisches Design geeignet macht. Außerdem sind amorphe Dünnschichtmodule aufgrund ihres geringen Gewichts leicht zu installieren.

Jede amorphe Solarzelle hat eine dünne, transparente Antireflexionsschicht. Sie verhindert Lichtreflexionen und Strahlungsverluste. Ziel ist es, die Strahlungsintensität zu maximieren und eine maximale Stromerzeugung zu gewährleisten. Die Antireflexionsschicht erzeugt nicht direkt Strom, aber sie lässt mehr Licht in die Solarzelle eindringen, um es in Strom umzuwandeln.

CIGS-Module

CIGS-Module sind eine Art von Dünnschichtmodulen, die nicht aus Silizium bestehen. Sie sehen aus wie solarthermische Kollektoren mit röhrenförmigen Absorbern. CIGS-Module haben eine hohe Flexibilität und können Sonnenstrahlung von allen Seiten absorbieren. Der Wirkungsgrad ist derzeit mit dem von polykristallinen Solarzellen vergleichbar, und es wird erwartet, dass er sich noch verbessern wird.

CIGS-Module sind im Vergleich zu anderen Arten von Solarmodulen relativ neu. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung haben sie jedoch erhebliche Verbesserungen der Effizienz erfahren. Diese Module sind flexibel und können unter anderem auf Fahrzeugdächern eingesetzt werden. Sie haben einen durchschnittlichen Wirkungsgrad, sind aber bei schlechten Lichtverhältnissen gut einsetzbar. Im Gegensatz zu anderen Solarmodulen sind CIGS-Module in den Wintermonaten besonders effektiv.

Hybrid-Module

Hybridmodule vereinen Solarthermie und Photovoltaik in einem System. Dies erfordert jedoch eine künstliche Temperaturregelung und ist nur für kleine Dächer mit begrenztem Strombedarf geeignet. Wenn die Dachfläche ausreichend ist, ist es besser, Solarthermie und Photovoltaik getrennt zu installieren.

Fazit: Monokristallin oder polykristallin?

Monokristalline Module sind effizienter und benötigen weniger Dachfläche, um die gleiche Menge Strom zu erzeugen. Wer nur eine begrenzte Dachfläche zur Verfügung hat, sollte sich für monokristalline Photovoltaikmodule entscheiden. Trotz des höheren Preises sind monokristalline Module vorteilhaft, da sie die selbst erzeugten Kilowattstunden erhöhen, was langfristig zu niedrigeren Stromkosten führt.

Polykristalline Module werden bei größeren Solaranlagen bevorzugt. Sie haben im Vergleich zu monokristallinen Modulen eine etwas geringere Leistung, was jedoch durch ihre höhere Anzahl ausgeglichen wird. Außerdem haben polykristalline Photovoltaikmodule geringere Anschaffungskosten. Dadurch können sie insgesamt bessere Erträge erzielen.

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Stefano Fonseca

Stefano Fonseca ist erfahrener Ingenieur für Energie und Umwelt, der seine Leidenschaft für das Schreiben zum Beruf machte. Seine Leidenschaft sind Photovoltaik und Wärmepumpen Themen. Sein Ziel ist es, technische Informationen in verständliche Texte zu verwandeln.

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