Zukunft der Solartechnik: PV-Zellen immer effizienter

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Photovoltaik: Neuheiten bei Paneel- und Folienmodulen

Bei der Entwicklung von Tandem-Solarzellen werden in immer kürzeren Abständen neue Wirkungsgrad-Rekorde gemeldet, und auch bei organischen Solarzellen gibt es spürbare Fortschritte. Das lässt hoffen, irgendwann einmal wegzukommen von den schweren, materialintensiven Photovoltaikmodulen, wie sie heute noch üblich sind. Aber wie steht es mit der Effizienz der Neuen? Und werden nicht auch die altbewährten Modelle immer weiter verbessert? In diesem Beitrag klären wir über den technischen Stand bei den starren Paneel- und flexiblen Folien-Photovoltaikmodulen auf.

Module mit Dünnschicht-Solarzellen werden montiert © Sallenbuscher, stock.adobe.com
Bekommen Paneel-Module bald ernstzunehmende Konkurrenz? © Sallenbuscher, stock.adobe.com
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Photovoltaik Neuheiten #1: n-Typ-Solarzellen

So ganz neu sind sie schon nicht mehr – inzwischen sind sie der Marktstandard: Monokristalline Solarzellen des n-Typs sind zweifellos effizienter als die herkömmlichen p-Typ-Zellen. Bei n-Typ-Zellen ist der Siliziumwafer negativ dotiert; Bauarten wie TOPCon nutzen zusätzlich passivierte, ladungsträgerselektive Kontakte, häufig auf der Rückseite. Ein weiteres Plus ist ihre langsamere Altersdegradation und die damit einhergehende höhere Lebensdauer der Solarzellen. Und natürlich summiert sich dies auf insgesamt mehr Leistung bei jedem einzelnen Solarmodul. Je nach Modul und Bezugsgröße nennen Hersteller wenige Prozent Vorteil bei Effizienz oder Jahresertrag; höhere Werte beziehen sich meist auf bifazialen Ertrag oder Leistungserhalt über die Laufzeit. Alle Plus- und Minus-Punkte n-dotierter Kristallin-Zellen verrät unser Beitrag Zukunft der Solartechnik #1.

n-Typ-Zellen sind effektiver als p-Typ-Zellen
n-Typ-Zellen sind effektiver als p-Typ-Zellen

Photovoltaik Neuheiten #2: Tandem-Solarzellen

„Tandem“ lässt es bereits vermuten: Hier treten zwei Beteiligte in die Pedale. Perowskit und Silizium ergänzen sich perfekt, da sie unterschiedliche Lichtspektren nutzen: Perowskit liebt den blauen, Silizium den roten Anteil im Licht. Im Tandem geht also viel weniger verloren.

Die Tandem-Solarzellen nutzt das Licht wirksamer
Die Tandem-Solarzellen nutzt das Licht wirksamer

Bisher hakte es immer bei der Lebensdauer der Perowskitschicht. Doch nun häufen sich von dieser Seite die positiven Berichte. Daher ist es sicher nur eine Frage der Zeit, bis sich die Produktion von Tandem-Modulen auch im großen Umfang lohnt. Die Material- und Prozesskosten von Perowskitzellen gelten als potenziell niedrig; die Kosten großskaliger, langlebiger Module sind aber noch nicht belastbar belegt. Alle Einzelheiten zur aussichtsreichen Tandem-Solarzellen-Technologie erfahren Sie im Beitrag Zukunft der Solartechnik #2.

Photovoltaik Neuheiten #3: Organische Solarzellen

Alle Welt spricht von OPV – organische Photovoltaik. Und viele Forschungsteams arbeiten an der Weiterentwicklung der Zellen. Ob organische Feststoff- oder Farbstoff-Solarzellen: Beide Varianten sind leicht und kostengünstig herzustellen – und zudem die absoluten Allrounder, wenn es um die Einsatzmöglichkeiten geht.

Schema einer Farbstoffzelle
Schema einer Farbstoffzelle

Die Technologie hat großes Potenzial, ist für klassische Hausdächer aber noch keine ausgereifte Standardlösung; zentrale Knackpunkte sind Effizienz, Langzeitstabilität, Skalierung zu Modulen und Produktionsprozessen. Unser Beitrag Zukunft der Solartechnik #3 klärt über die Geheimnisse hinter der Organischen Photovoltaik auf.

Was bedeutet die Entwicklung für Hausbesitzer?

Die drei Entwicklungspfade befinden sich an sehr unterschiedlichen Punkten ihres Weges in den Markt. Wer heute eine Photovoltaik-Anlage installieren lässt, bekommt in den allermeisten Fällen bereits Module mit n-Typ-Zellen – diese Technik ist nicht mehr Zukunft, sondern Gegenwart. Tandem-Solarzellen befinden sich in einer frühen Kommerzialisierungsphase: Erste Module wurden für ausgewählte Projekte ausgeliefert; für private Hausdächer sind sie 2026 aber noch keine Standardoption. Organische Photovoltaik bleibt vorerst eine vielversprechende Spezialtechnologie für Anwendungen, in denen Gewicht, Flexibilität oder Form wichtiger sind als der maximale Wirkungsgrad. Ein Abwarten auf die nächste Generation lohnt sich für die meisten Hausdächer nicht – die Wirtschaftlichkeit einer Anlage hängt heute weit stärker von Eigenverbrauchsanteil, Speicherkonzept und Strompreis ab als von wenigen zusätzlichen Prozentpunkten beim Modulwirkungsgrad.

n-Typ-Solarzellen heute Standard
TOPCon, HJT & verwandte Bauarten In neuen Photovoltaik-Anlagen heute der typische Aufbau. Mehr Ertrag und geringere Alterung als ältere p-Typ-Zellen.
Tandem-Solarzellen in Markteinführung
Perowskit auf Silizium Erste Module wurden für ausgewählte Projekte ausgeliefert. Perspektivisch kann die Technik auf gleicher Fläche mehr Strom liefern; erste Produkte liegen aber nicht automatisch über den besten Silizium-Modulen.
Organische Solarzellen Forschung & Pilot
OPV, Folien- und Farbstoffzellen Aktuell keine Standardlösung für Hausdächer. Stark in Spezialanwendungen: leicht, biegsam, ressourcenschonend in der Herstellung.
Hub-Übersicht zu drei Entwicklungspfaden – Wirkungsgrade, Modelldaten und Rekorde finden Sie in den verlinkten Detailbeiträgen.

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Zukunft der Solartechnik #1: n-Typ-Solarzellen

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Zukunft der Solartechnik #3: Organische Solarzellen

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Komponenten einer Solaranlage © Davidus, stock.adobe.com
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