Es gibt verschiedene Arten von Photovoltaik-Solarmodulen für den Hausgebrauch auf dem Markt. Die häufigsten Typen sind:
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Monokristalline Photovoltaikmodule.
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Polykristalline Solarmodule.
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Dünnschicht-Solarmodule.
Photovoltaik-Solarmodule werden verwendet, um elektrische Energie durch den photovoltaischen Effekt zu erzeugen. Solarthermische Anlagen verwenden jedoch auch eine andere Art von Sonnenkollektoren, sogenannte Sonnenkollektoren, die zum Erwärmen von Wasser für den Hausgebrauch verwendet werden.
Es gibt auch sogenannte Hybrid-Solarmodule auf dem Markt, mit denen Sie gleichzeitig Strom erzeugen und Warmwasser erhalten können.
Rund 90 % der Photovoltaik-Technologie basieren auf der Verwendung von Silizium in irgendeiner Form. Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Solarmodulen basieren auf der Verteilung, Zusammensetzung und Reinheit dieses Materials.
Je reiner das Silizium, desto besser sind seine Moleküle ausgerichtet und desto besser wandelt es Sonnenenergie in Strom um.
Im Folgenden analysieren wir die gängigsten Arten von Photovoltaikmodulen genauer:
Monokristalline Siliziumzellen-Solarmodule
Monokristalline Zellen werden aus Siliziumblöcken oder Ingots hergestellt, die eine zylindrische Form haben. Um die Herstellungskosten zu senken und die Leistung zu optimieren, werden anschließend die vier Seiten der zylindrischen Blöcke geschnitten, um Siliziumschichten herzustellen. Dieser Besatz verleiht ihnen dieses charakteristische Aussehen.
Ein monokristallines Solarmodul kann deutlich von einem polykristallinen unterschieden werden, da die Zellen des polykristallinen Moduls keine abgerundeten Ecken haben und perfekt rechteckig sind.
Der grundlegende Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen ist die Zusammensetzung des Siliziumkristalls. Monokristalline Zellen werden aus einer einzigen Art von Siliziumkristall gebildet, auf diese Weise wird eine ziemlich perfekte Ausrichtung aller Komponenten des Kristalls erreicht.
Polykristalline Solarmodule
Der größte Vorteil gegenüber monokristallinen Zellen liegt in einem kostengünstigeren Herstellungsprozess.
Der Wirkungsgrad sinkt mit steigender Temperatur
Andererseits hat diese Art von Photovoltaikmodulen einige Nachteile: Durch die geringere Wärmetoleranz dieser Zellen haben sie einen geringeren Wirkungsgrad als die monokristalline Alternative. Diese Eigenschaft ist relevanter, wenn sich die Installation in warmen Gebieten befindet.
Insbesondere wird geschätzt, dass bei Modulen mit polykristallinen Zellen der Wirkungsgrad maximal 16 % beträgt, hauptsächlich aufgrund der geringeren Menge an Silizium, die sie enthalten.
Dünnschicht-Photovoltaik-Solarmodule
Je nach Typ hat ein Dünnschichtmodul einen Wirkungsgrad von 7-13%. Da sie ein großes Potenzial für den Heimgebrauch haben, werden sie zunehmend nachgefragt.
Dünnschicht-Photovoltaikmodule werden durch Abscheiden des Halbleitermaterials auf einem glasähnlichen Substrat für starre Solarmodule zur Verwendung im Freien hergestellt. Bei flexiblen Paneelen für weniger konventionelle Anwendungen kommt Kunststoff zum Einsatz.
Das Dünnschichtmodul wird als Block gefertigt und kommt ohne den Zusammenbau mehrerer Zellen aus. Außerdem ist die Menge an Halbleitermaterial, die in dem Modul vorhanden ist, erheblich geringer als bei Solarmodulen, die mit Standard-Photovoltaikzellen hergestellt wurden. Auf diese Weise werden die Produktionskosten gesenkt, andererseits haben sie im Vergleich zu ihren monokristallinen Äquivalenten einen geringeren Wirkungsgrad.
Kategorien von Dünnschichtplatten
Dünnschichtmodule werden nach den darauf abgeschiedenen Halbleitermaterialien in mehrere Kategorien unterteilt, zu den gebräuchlichsten gehören:
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Auf der Trägeroberfläche bildet sich amorphes Silizium, bei dem Siliziumatome amorph oder strukturell desorganisiert chemisch abgeschieden werden. Diese Technologie verwendet sehr geringe Mengen an Silizium. Sie weisen im Vergleich zu den Nennwerten trotz marktgerechter Garantien in der Regel einen weniger konstanten Wirkungsgrad als die anderen Technologien auf.
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Cadmiumtellurid (CdTe): Dies sind dünnere Solarmodule mit einem niedrigeren Preis und einem geringeren thermodynamischen Wirkungsgrad.
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Mikrokristallines Cadmiumsulfid (CdS), das aufgrund seiner sehr geringen Herstellungskosten sehr günstig ist Es wird zur Sprühbeschichtung auf einen Metallträger aufgetragen. Zu den Nachteilen, die mit der Herstellung dieser Art von Photovoltaikzellen verbunden sind, gehören die Cadmiumtoxizität und die geringe Effizienz.
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Galliumarsenid (GaAs) ist eine binäre Legierung mit Halbleitereigenschaften, die aufgrund der Eigenschaft, einen direkten Spalt zu haben (im Gegensatz zu Silizium), sehr hohe Ausbeuten garantieren kann. Es wird hauptsächlich für militärische oder fortgeschrittene wissenschaftliche Anwendungen verwendet. Die Kosten für monokristallines Material sind jedoch enorm.
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Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) mit einer Opazität von 100 % bis 70 %, die durch direkt in die Folie eingebrachte Löcher erzielt wird.
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Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS)
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Heterojunction, wörtlich Vereinigung verschiedener Substanzen, bei der eine Schicht aus kristallinem Silizium als Trägerfläche für eine oder mehrere amorphe oder kristalline Schichten verwendet wird. Jedes davon ist für ein bestimmtes Strahlungsteilband optimiert.
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Mikrosphärisches Silizium, bei dem reduziertes polykristallines Silizium in Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 0,75 mm verwendet wird, die in einem Aluminiumsubstrat eingeschlossen sind.
