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Hallo Welt!

Monokristalline vs. polykristalline Solarmodule (2024)

Solarmodule sind als Module definiert, die dazu bestimmt sind, die Sonnenstrahlen als Energiequelle zur Stromerzeugung zu absorbieren. Ein photovoltaischer Effekt wird erzielt, wenn Licht in Elektrizität umgewandelt wird, indem Photonen absorbiert und Elektronen abgegeben werden. Diese Photonen sind Taschen elektromagnetischer Energie und Materialien, die einen photovoltaischen Effekt hervorrufen, werden PV- oder Solarzellen genannt.

Solarzellen bestehen aus Halbleitermaterialien, beispielsweise Silizium. Silizium, das leitfähig ist, wird verwendet, um dünne Halbleiterwafer herzustellen, um ein elektrisches Feld zu bilden, das auf beiden Seiten positiv bzw. negativ ist. Es gibt zwei Arten von Solarmodulen: monokristallin und polykristallin. Wenn Sie Solarenergie nutzen möchten, ist es wichtig, den Unterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen zu verstehen.  

Sonnenkollektoren gegen den blauen Himmel

Was sind monokristalline und polykristalline Solarmodule?

Das monokristalline Solarmodul besteht aus monokristallinen Siliziumzellen. Das hier verwendete Silizium ist einkristallines Silizium, bei dem jede Zelle aus einem Stück Silizium geformt wird. Polykristalline Solarmodule hingegen bestehen aus mehreren Siliziumstücken. Dabei werden kleine Siliziumstücke zu einer Solarzelle zusammengeschmolzen.

Wie werden monokristalline Solarmodule hergestellt?

Herstellung von Siliziumbarren

Der erste Schritt zur Herstellung monokristalliner Solarmodule ist die Gewinnung von reinem Silizium aus Quarzsandquarzit (SiO).2) zur Herstellung des metallurgischen Siliziums. Hierfür werden spezielle Öfen verwendet und SiO2 und Kohlenstoff werden bei über 2,552 Grad Fahrenheit geschmolzen und produzieren 98 % bis 99 % reines Silizium. Sobald der Reinigungsprozess abgeschlossen ist und das Silizium zu 99.999 % rein ist, ist es das in einen einzigen Siliziumbarren umgewandelt. Der Silizium-Ingot hängt von den Temperaturgradienten, Kühlraten und Rotationsgeschwindigkeiten ab.

Herstellung von Siliziumwafern

Mit einer Drahtsäge wird dieser einzelne Siliziumbarren in dünne Wafer von 1 mm oder 0.0393 Zoll geschnitten. Diese Wafer werden weiter sauber gewaschen und poliert, um alle Staubpartikel und Kratzer zu entfernen.

Die Waffeln effizient machen

Die Oberfläche des Wafers ist eben und Lichtstrahlen können reflektiert werden. Daher wird die Oberfläche aufgeraut und geätzt, um sicherzustellen, dass das Licht um ein Vielfaches gebrochen wird, was den Wirkungsgrad erhöht.

Monokristalline Solarpanel-Grafiken
Monokristallines Solarpanel

Rundfunk

Siliziumwafer sind p-leitendes (positiv geladenes) Material. Sie brauchen einen Plus-Minus-Übergang, um Strom zu leiten. Dem Wafer wird eine Schicht aus negativ geladenem Phosphor hinzugefügt, und der Wafer wird bei 1,652 Grad Fahrenheit in einen Ofen bewegt und mit Stickstoff injiziert. Das Mischen von Stickstoff mit Phosphor erzeugt eine negative Schicht im pn-Übergang.

Verbesserung der Leitfähigkeit

Eine leitfähige Silberlegierung wird auf die Vorderseite des Siliziumwafers gepresst, um jeglichen Stromverlust zu verringern und eine perfekt transportierte Leistung für die Leitfähigkeit zu gewährleisten.

Versammlung

Der letzte Schritt des Herstellungsprozesses beinhaltet das Zusammenbauen der Wafer in Reihen und Spalten.

Wie werden polykristalline Solarmodule hergestellt?

Die besten polykristallinen Solarmodule benötigen auch eine hochreine Siliziumqualität, aber sie verwenden Siliziumfragmente anstelle eines Barrens. Nach dem Reinigungsprozess lässt man das Silizium beim Abkühlen fragmentieren. Die Bruchstücke werden geschmolzen und in würfelförmige Tiegel gegossen und zu Wafern geschnitten. Der Rest des Prozesses ähnelt dem des besten monokristallinen Solarmoduls.  

Monokristalline vs. polykristalline Solarmodule: Eingehender Vergleich

Sowohl monokristalline als auch polykristalline Solarmodule werden verwendet, um die Energie der Sonne in Strom umzuwandeln. Allerdings gibt es Unterschiede zwischen den beiden Arten von Solarmodulen in ihrer Zellzusammensetzung.

Solarzellen, die auf monokristallinen Paneelen verwendet werden, bestehen aus Siliziumwafern, wobei der Siliziumstab aus einzelligem Silizium besteht und sie in dünne Wafer geschnitten werden. Die Elektronen haben mehr Platz, um sich zu bewegen, wodurch ein größerer Energiefluss ermöglicht wird.

Solarzellen, die auf polykristallinen Solarmodulen verwendet werden, bestehen aus mehreren Siliziumstücken, die zu dünnen Wafern geschmolzen werden. Sie werden auch als multikristalline Panels bezeichnet. In polykristallinen Solarzellen haben die Elektronen wegen der vielen Kristalle weniger Bewegungsspielraum.

Wie sehen Sie aus?

Monokristalline vs. polykristalline Solarmodule sehen unterschiedlich aus. Beispielsweise haben monokristalline Solarmodule eine tiefschwarze Farbe und eine durchgehend gleichmäßige Dunkelheit. Die dünnen Siliziumwafer haben aufgrund ihrer zylindrischen Form runde Kanten, wodurch Lücken zwischen den Zellen entstehen.

Die polykristallinen Solarmodule werden aufgrund der Art und Weise, wie das Sonnenlicht einfällt und mit mehreren Kristallen interagiert, blauer erscheinen. Die Siliziumwafer erscheinen nicht abgerundet, da sie aus den würfelförmigen Tiegeln geschnitten werden.

Polykristalline Solarpanel-Grafiken
Polykristallines Solarpanel

Aus welchen Materialien bestehen sie?

Monokristalline Solarzellen bestehen aus Quarzsand, Quarzit. Reines Silizium wird aus Quarzit extrahiert, um metallurgisches Silizium herzustellen. Das Silizium wird dann gereinigt und zu einem einzigen Barren verarbeitet. Der einzelne Ingot ist ein homogener und zylindrischer Kristall.

Polykristalline Solarzellen werden auch aus Quarzsand, Quarzit hergestellt. Es werden jedoch viele Siliziumfragmente verwendet. Das geschmolzene Silizium bricht beim Abkühlen und wird zu würfelförmigen Tiegeln geschmolzen.  

Was kosten monokristalline und polykristalline Module?

Einer der Nachteile von monokristallinen Solarmodulen ist, dass sie teurer sind als polykristalline Module. Das liegt vor allem am Herstellungsprozess. Die Herstellung polykristalliner Solarmodule verbraucht weniger Energie und erzeugt weniger Abfall als monokristalline Module. Dies macht die monokristallinen Solarmodule teurer.

Die Herstellung von monokristallinen Solarmodulen ist energieintensiv und produziert viel mehr Siliziumabfall als polykristalline Solarmodule. Wenn Sie ein knappes Budget haben, stellen Sie sicher, dass Sie eine sorgfältige Kosten-Nutzen-Analyse durchführen, um zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen zu unterscheiden.

Monokristalline vs. polykristalline Solarmodule: Effizienz

Monokristalline Solarzellen werden aus hochwertigem Silizium mit einer Einkristallstruktur hergestellt, wodurch der Strom mit wenig bis gar keinem Widerstand fließt und mehr Platz zum Bewegen hat. Bei polykristallinen Solarzellen verursachen jedoch die Bruchstücke, die in die Zellherstellung einfließen, niedrigere Wirkungsgrade von 14 bis 16 %. Dies ist einer der Nachteile polykristalliner Solarmodule.

Was ist mit ihren Temperaturkoeffizienten?

Die Untersuchung der Temperaturkoeffizienten von Sonnenkollektoren soll verstehen, wie gut sie funktionieren. Monokristalline Solarzellen haben einen Temperaturkoeffizienten zwischen -0.3 %/°C und -0.5 %/°C. Steigt die Temperatur um ein Grad (Celsius), verlieren die monokristallinen Zellen voraussichtlich 0.3 % bis 0.5 % an Wirkungsgrad.

Andererseits haben polykristalline Solarzellen einen hohen Temperaturkoeffizienten und verlieren bei steigenden Temperaturen mehr an Wirkungsgrad, insbesondere an heißen Standorten.

Wie lange halten monokristalline und polykristalline Module?

Die Lebensdauer eines Solarmoduls hängt von der Degradationsrate und dem jährlichen Verlust der Energieproduktion ab. Jedes Jahr wird die Leistung um etwa 0.3 % bis 1 % sinken. Daher haben Solarmodule eine Abbaurate von 0.3 % bis 1 %.

Monokristalline Solarmodule haben einen Wirkungsgradverlust von 0.3 % bis 0.8 % und ihre Degradationsrate liegt bei etwa 0.5 %. Nach den ersten zehn Jahren arbeiten die Module mit 95 % Wirkungsgrad und in zwanzig Jahren mit 90 % Wirkungsgrad. Im Allgemeinen haben monokristalline Solarsysteme eine Garantie von 25 Jahren oder mehr.

Polykristalline Solarmodule verlieren ihren Wirkungsgrad schneller als monokristalline Module. Aber sie können immer noch eine Lebensdauer von etwa fünfundzwanzig Jahren haben.

Was sind die großen Marken in diesen Bereichen?

Die Solarpanel-Technologie ist im Laufe der Jahre sehr weit fortgeschritten und es gibt viele innovative Sonnenkollektoren auf dem Markt erhältlich. Einige der bekannteren Marken sind:

  • Sonnenkraft
  • Panasonic
  • LG
  • Canadian Solar
  • Jinko Solar
  • Trina Solar
  • REC-Solar
  • Silfab
  • Q-ZELLEN

Im Jahr 2020 führten SunPower, Panasonic und LG die Branche mit einem hohen Maß an Effizienz und wettbewerbsfähigen Preisen an. In den meisten Fällen bestehen die Solarmodule aus monokristallinen Solarzellen, wodurch sie das Sonnenlicht effizienter umwandeln. Sie haben auch einen ästhetischeren Reiz mit ihrer einheitlichen schwarzen Tönung.

Vergleich zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen

Monokristalline Solarmodule zu verkaufenVerkauf von polykristallinen Solarmodulen
OptikEinheitliche schwarze TönungBlauer Farbton mit leicht ungleichmäßiger Textur und Farbe
WerkstoffEinzelner hochwertiger SiliziumkristallMehrere Siliziumfragmente zusammengeschmolzen
KostenTeurerWeniger teuer
Effizienz15 - 20%13 - 16%
Temperaturkoeffizient-0.3 %/°C bis -0.5 %/°C-0.3 %/°C bis -1 %/°C
Lebensdauer25 Jahre oder mehr25 Jahre oder mehr
Führende MarkenMonokristalline Solarmodule von SunPower, monokristalline Solarmodule von LG, Panasonic, Canadian Solar, Jinko Solar, REC SolarHanwha polykristalline Solarmodule, Kyocera, Trina Solar,
Polykristalline Solarmodule von Hyundai, SolarWorld

Welchen Paneltyp soll ich wählen? Vorteile von monokristallinen Solarmodulen vs. Vorteile von polykristallinen Solarmodulen

Wenn Sie Sonnenkollektoren für Ihr Zuhause installieren möchten, müssen Sie sich zwischen monokristallinen Solarmodulen zum Verkauf und polykristallinen Solarmodulen zum Verkauf entscheiden, indem Sie deren Vor- und Nachteile berücksichtigen. Es gibt auch andere Faktoren, die Sie berücksichtigen müssen. Sie beinhalten:

Platzverhältnisse: Wo möchte ich die Paneele montieren?

Die Wahl eines Solarmoduls hängt vom verfügbaren Platz für die Installation ab. Wenn Sie weniger Platz auf dem Dach haben, sollten Sie sich für ein effizienteres Solarmodul wie die monokristallinen entscheiden. Der höhere Wert kann sich lohnen, da Sie die Stromabgabe maximieren. Wenn Sie es hingegen auf dem Boden installieren oder viel mehr Platz auf dem Dach haben, kann es wirtschaftlicher sein, das polykristalline Solarmodul zu wählen.

Wie sind die klimatischen Verhältnisse in meiner Gegend?

Wenn Sie in den heißeren Regionen leben und heißen klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind, sind Sie mit monokristallinen Solarmodulen möglicherweise besser dran, da sie mehr Hitze vertragen. Es besteht die Wahrscheinlichkeit einer geringeren Lebensdauer von polykristallinen Solarmodulen in heißen Regionen, insbesondere in einem Wüstenklima.

Welche Finanzierungsmöglichkeiten gibt es? Was sind die Unterschiede zwischen ihnen?

Die besten monokristallinen Solarmodule oder die besten polykristallinen Solarmodule passen manchmal möglicherweise nicht in Ihr Budget. Möglicherweise müssen Sie Marken und ihre jeweiligen Preise vergleichen, bevor Sie Ihre Wahl treffen. Die Installation von Solarmodulen erfordert eine Anfangsinvestition und es stehen Solardarlehen zur Verfügung. Es gibt auch Solar-Leasing-Optionen.

Solardarlehen

Wenn Ihre monatlichen Einsparungen bei den Stromrechnungen größer sind als die monatliche Kreditrückzahlung, sind Solarkredite eine gute Wahl. Solardarlehen bieten eine ähnliche Struktur wie Ihre Baudarlehen. Möglicherweise haben Sie in bestimmten Landesteilen auch Zugang zu subventionierten Solardarlehen mit niedrigen Zinssätzen. Wenn Sie Ihr Solarmodulsystem direkt kaufen, erhalten Sie möglicherweise bestimmte Anreize und Steuervergünstigungen.

Solarmietvertrag oder Stromkaufvertrag

Sie können Solar- oder Stromkauf-Leasingverträge wählen, die der Anmietung der Solaranlage ähneln. Der Dritteigentümer der Solaranlage akzeptiert für die Dauer einen unter dem Marktpreis liegenden Tarif. Ein Leasing- oder Stromabnahmevertrag (PPA) kann Ihnen helfen, jeden Monat bis zu 30 % Ihrer Stromrechnung einzusparen, und es fallen keine Vorabkosten an. Der Drittbesitzer ist auch für die Wartung verantwortlich. Am Ende der Mietzeit haben Sie möglicherweise die Möglichkeit, es zum Marktpreis zu kaufen oder es von Ihrem Eigentum entfernen zu lassen.

Andere individuelle Vorlieben

Persönliche Präferenzen bei der Auswahl von Solarstromsystemen hängen von Aussehen, Markenname und Preis ab (Solardarlehen versus Solarleasing). Die besten monokristallinen Solarmodule haben eine gleichmäßige schwarze Tönung, während die besten polykristallinen Solarmodule ungleichmäßige Blautöne aufweisen. Vielleicht haben Sie eine Lieblingsmarke, die für ihre Qualität bekannt ist, oder Sie wählen eine bestimmte Marke wegen ihrer Erschwinglichkeit.

Installation von Sonnenkollektoren auf dem Dach

Tief in die Welt der Solarmodule eintauchen: Was sind andere Technologien?

Es gibt viele fortschrittliche Solarpanel-Technologien, die in der Solarwelt entstanden sind, und die Innovation in diesen Bereichen geht weiter.

PERC-Zellen-Solarmodule

Die PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) wird immer beliebter. PERC-Zellen haben eine zusätzliche Schicht, die Passivierungsschicht unter dem Solarpanel. Dies wirkt wie ein Spiegel und reflektiert das Sonnenlicht, das durch die Platte gleitet. Die PERC-Technologie ermöglicht auch eine höhere Strahlungsabsorption, wodurch sie effizienter wird.

Bifaziale Sonnenkollektoren

Bifaziale Solarmodule enthalten leitfähiges Material auf beiden Seiten des Moduls. Dies wiederum maximiert die Effizienz des Panels bei der Reflexion von Sonnenlicht. Bifaziale Kragenplatten müssen in einer erhöhten Position montiert werden, um das Beste aus beiden Seiten der Platte zu machen. Am besten ist es, wenn die Überdachung unterhalb des Panels gut reflektierendes Material enthält. Derzeit ist die Installation eines bifazialen Solarmoduls teurer.

Sonnenkollektoren mit halbgeschnittenen Zellen

Die Größe der Solarzellen wird halbiert und sie sind daher kleiner und bieten eine höhere Effizienz. Die Größe dieser Zellen ist halb so groß wie die herkömmlicher Solarzellen und erzeugt die Hälfte des elektrischen Stroms, wodurch der Widerstand verringert und sie effizienter werden.

Halbgeschnittene Solarzellen haben auch eine höhere Schattentoleranz. Die Effizienz der Zelle wird beeinträchtigt, wenn Schatten darauf fällt, und die anderen Zellen in dieser Reihe werden beeinträchtigt. Es wird einen erheblichen Produktionsverlust durch das Solarpanel geben. Da die Halbzellen unterschiedlich verdrahtet sind, kann der Produktionsausfall minimiert werden.

Flexible Sonnenkollektoren

Abgesehen von den üblichen monokristallinen vs. polykristallinen Solarmodulen gibt es eine Solartechnologie namens flexible Solarmodule. Sie können als kristalline flexible Platten oder Dünnschichtplatten hergestellt werden. Dünnschichtplatten haben eine dünne Schicht aus leitfähigem Material, die über einer Platte auf Glasbasis oder über Kunststoff angebracht ist.

Flexible Solarmodule sind zwar günstiger, gelten aber auch als weniger effizient. Wenn Sie keine Platzbeschränkungen haben, sind flexible Solarmodule möglicherweise die richtige Wahl für Sie.

Solar-PV-Schindeln

Solar-Photovoltaik-Schindeln oder Solar-PV-Schindeln sind die praktischsten Innovationen und erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Solar-PV-Singles können das Aussehen und die Funktion der traditionelleren Dachmaterialien wie Schiefer oder Asphalt kopieren. Sie ermöglichen es Ihnen, sowohl die Ästhetik als auch die Effizienz der Solarenergie zu genießen. Darüber hinaus können solche Solardächer den Wert Ihres Hauses steigern und gleichzeitig hervorragende Sonnenenergie liefern.

Transparente Sonnenkollektoren

Transparente Solarmodule sind eine Innovation, um Solarstrom aus Ihren Glasfenstern zu erzeugen, sei es in Ihren Häusern oder Büros. Diese Innovation beinhaltet einen transparenten lumineszierenden Solarkonzentrator (TLSC), der Glasfenster in Solarpanels verwandelt.

Transparente Solarmodule müssen sich noch kommerziell rentieren und sind daher etwas, auf das man sich in der Zukunft freuen kann. Solche Paneele werden ein Teil von Wohnungen und Büros werden, die große Glasfenster haben, die die derzeitigen herkömmlichen Glasfenster ersetzen. Jedes Gebäude kann in einen Solarstromgenerator verwandelt werden und bleibt dabei ästhetisch ansprechend.

Final Word

Solarenergie gibt es schon seit langem und wird es wahrscheinlich auch weiterhin die nachhaltigste Form der auf dem Planeten verfügbaren Energie.

Mit der fortschrittliche Solartechnologien und die anhaltende Forschung zur Schaffung von Solarmodulen, die effizienter, widerstandsfähiger und erschwinglicher sind, was von entscheidender Bedeutung ist, wenn Steuern, Gaspreise und Lebensmittelkosten aufgrund der aktuellen Politik steigen, ist es sinnvoll, Solarenergie in Haushalten und Büros zu nutzen wie möglich.

Die Nutzung der verfügbaren Sonnenenergie und der Einsatz innovativer Technologien werden unsere Welt nachhaltiger machen. Es gibt bereits viele praktikable Optionen für Solarmodule auf dem Markt. Alles, was Sie brauchen, ist ein wenig Recherche und Kosten-Nutzen-Vergleiche zwischen den verschiedenen Marken in Bezug auf Effizienz und Erschwinglichkeit, und wählen Sie ein Solarmodul, das perfekt zu Ihren Bedürfnissen passt.

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