Wieso sind alle Solarmodule plötzlich schwarz?

Blaue Solarpanels sind allgegenwärtig und wurden in den letzten Jahrzehnten als das Standardprodukt verbaut – von Wohnhäusern über Industrie und Gewerbe bis hin zu freistehenden Solarkraftwerken. Doch in den letzten Jahren hat sich die Solar-Landschaft etwas verändert; mehr und mehr sieht man nur noch schwarze Solarpanels installiert. Was steckt dahinter? Wir erklären es im Detail, damit Sie für Ihre eigene Solaranlage die richtige Entscheidung treffen können.

1. Grundmaterial: Silizium

Um das Geheimnis zu lüften, ist es wichtig, zuerst einmal den Aufbau einer einzelnen Solarzelle zu verstehen. Eine Solarzelle besteht aus zwei Schichten des Elementes Silizium. Dieses wird, unter anderem, aus Sand gewonnen und besteht wie jedes Atom aus einem Kern und Elektronen, die darum herum kreisen. Da Strom nichts Anderes ist als fliessende Elektronen in einem Leiter (zum Beispiel in einem Kupferkabel), muss man einfach nur diese Elektronen zum wandern bringen, um Strom zu erzeugen.

2. Strom erzeugen

Dies passiert, wenn Sonnenlicht auf zwei unterschiedlich geladene Siliziumschichten in einem Solarmodul trifft. Um die Schichten positiv und negativ zu laden, mischt man diesen einfach weitere Elemente hinzu. Ein eingebautes Phosphoratom erzeugt dabei eine negativ geladene Siliziumschicht, ein eingebautes Boratom hingegen eine positive. Trifft jetzt Sonnenlicht auf die Zelle, versuchen die Elektronen einem Leiter entlang auf die andere Seite zu wandern, um die Spannung zwischen den beiden Schichten auszugleichen. Über diesen Leiter gelangen die Elektronen schlussendlich in den Solarkreislauf, wo sie von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, und in das Stromnetz des Gebäudes eingespeist werden.

3. Polykristallin vs. Monokristallin

Jetzt, da die Grundmaterialien und die Aufbauweise einer Solarzelle klar sind, müssen wir nochmals einen etwas tieferen Blick in das verwendete Silizium und das Herstellverfahren einer Zelle werfen.

Die zwei häufigsten Typen von Solarmodulen am Markt sind sogenannte polykristalline Module und monokristalline Module deren Herstellungsverfahren und Aufbau massgebend für die natürliche Farbbildung ist. Bei der Herstellung von polykristallinen Solarzellen bildet das Silizium eine Mehrzahl an Kristallen (deshalb “poly-kristallin”) wenn es sich setzt, welche gemeinsam die vollständige Zellplatte bilden. Die Kristalle erkennen Sie gut im Bild unten links. Durch die Materialbeschaffenheit und der Art, wie diese Struktur Licht reflektiert, erscheint die Oberfläche polykristalliner Solarzellen bläulich. Bei einer monokristallinen Ausführung hingegen, wird in der gesamten Zelle (jedes der Vierecke im Bild unten rechts) nur ein einziger Siliziumkristall herangezüchtet, woher die Bezeichnung mono-kristallin kommt. Dies hat den Vorteil, dass weniger Licht reflektiert wird, weniger Einstrahlungsenergie notwendig ist um Elektronen zum Wandern zu bringen, und wandernde Elektronen einem kleineren Widerstand ausgesetzt sind. Dadurch können Solarpanels aus monokristallinen Zellen eine höhere Stromleistung erzeugen, bei noch geringerer Lichteinstrahlung bereits Energie produzieren und erscheinen dunkler auf der Oberfläche.

4. Welches Solarmodul ist das Beste für mich?

Monokristalline Solarmodule haben aber auch einen Nachteil: Sie kosten mehr, da Ihre Herstellung etwas aufwendiger ist. Deshalb kommt es sehr auf die Umstände an, ob die eine Option oder die andere besser ist. Voraus weggenommen werden kann, dass sich heutzutage viele Leute aus rein optischen Gründen für monokristalline Panels entscheiden, da die schwarzen Solarzellen sich besser ins Dachbild integrieren lassen. Zudem lohnen sich diese oft dort wo nur eine kleine Fläche zur Verfügung steht, damit so viel Energie wie nur möglich aus der limitierten Anzahl installierbarer Module herausgeholt werden kann. Dies ist zum Beispiel bei Einfamilienhäusern der Fall. Bei großflächigen Bauten, die Ihren Strombedarf bereits mit blauen Solarpanelen abdecken können und wo sich die Kosten eines einzelnen Moduls hundertfach multiplizieren, kann es sich auszahlen, bei einer polykristallinen Ausführung zu bleiben.
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