Die Solarzelle
Um das Funktionsprinzip zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf den Aufbau. Solarzellen sind eigentlich in Reihe geschaltete Halbleiterdioden. Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom nur in einer Richtung fließen lässt. Die meisten Solarzellen bestehen aus Silizium, einem Stoff, der aus Quarzsand gewonnen wird. Solche Halbleiter sind zunächst Isolatoren, werden aber leitfähig, wenn man ihnen Energie wie Licht oder Wärme zuführt. Um die Leitfähigkeit zu verbessern, werden dem Halbleiter Fremdatome hinzugefügt.
Jedes Material besteht aus Atomen, die jeweils einen positiv geladenen Kern und eine negativ geladene Hülle haben. Bei Siliziumatomen sind dies 4 Außenelektronen. Solarzellen bestehen aus zwei Siliziumschichten, die - um Strom zu erzeugen - mit Materialien "n-dotiert" werden, die mehr oder weniger Elektronen enthalten.
Silizium wird häufig mit Phosphoratomen angereichert, die fünf Außenelektronen besitzen. Wenn es sich in einem Gitter an Silizium anlagert, entsteht ein Überschuss an negativ geladenen Elektronen - Silizium hat nur vier Außenelektronen. Deshalb spricht man auch von einer n-Schicht.
Die andere Schicht des Siliziums enthält oft Bor, dessen Atome nur drei Elektronen in der äußeren Schale haben, also weniger, als für den Einbau ins Silizium nötig sind. Dadurch entstehen "Löcher" mit positiver Ladung. Diese Schicht wird auch als positive oder p-Schicht bezeichnet.
Werden die Schichten verbunden, findet ein Ladungsausgleich statt. Um einen Elektronenausgleich zu erreichen, wandern Elektronen aus der n-Schicht in die "Löcher" der p-Schicht. Dadurch entsteht ein so genannter p-n-Übergang, der die Schichten trennt und ein stabiles elektrisches Feld erzeugt.
Trifft Sonnenlicht auf die Solarzelle, werden Elektronen in der Grenzschicht beweglich, lösen sich von ihren Atomen und wandern in die p-Schicht. Es entstehen positive Löcher, die den Gegenpol erreichen. Metallkontakte auf der n- und p-Seite leiten die Elektronen über Leiterbahnen. Je mehr Sonnenlicht, desto mehr Elektronen entstehen -> desto mehr Strom fließt.
Der Modulwirkungsgrad liegt derzeit zwischen 21% und 23%. Dieser ist nicht herstellerspezifisch, sondern hängt vom Aufbau der Solarzellen ab. Die neueren Generationen werden immer leistungsfähiger, und für industrielle Anwendungen werden bereits Module mit einem Wirkungsgrad von ca. 35% eingesetzt. Beeindruckend ist, dass im Jahr 2020 bereits 29,5% erreicht werden.
Diese PV-Module basieren auf so genannten Hybrid- oder Tandemzellen. Verschiedene Materialien, darunter kristalline und amorphe Siliziumzellen sowie anorganische und organische Halbleiter, werden in mehreren Schichten auf das Trägermaterial aufgebracht.
Nur Licht einer bestimmten Wellenlänge regt die Elektronen in der jeweiligen Schicht an. Die Schichten werden so kombiniert, dass möglichst alle Wellenlängen des Sonnenlichts für die Stromerzeugung genutzt werden können. Sowohl Tandem- als auch Hybridsolarzellen sind längst serienreif. Sie werden vor allem in der Industrie als Sonderanfertigungen eingesetzt. Wann diese Technologie auch für Kleinanlagen verfügbar sein wird, ist derzeit nicht absehbar.
Bis dahin sind jedoch bifaciale PV-Module von Top-Herstellern wie JAsolar, TRINA, Canadian oder Jolywood eine sinnvolle Alternative. Bei diesen Glas/Glas-Modulen kann das reflektierte Sonnenlicht einen Ertrag von 30% und mehr bringen. Bei der Berechnung des MPPT-Wirkungsgrades sollte man sich jedoch nicht zu sehr an die Grenze des MPPT-Wirkungsgrades herantasten.
Sonst ist es nicht ungewöhnlich, dass der Wechselrichter seine Unzufriedenheit mit Rauchzeichen zum Ausdruck bringt.
Die Liste der Hersteller ist keine Bewertung, sondern lediglich eine Übersicht. Da wir nicht alles wissen, freuen wir uns über Ihre Unterstützung.
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Der Solarmodulhersteller Maxeon Solar Technologies mit mehr als 35 Jahren Erfahrung in der Solarindustrie bietet 40 Jahre Garantie auf seine SunPower Maxeon Module, die den derzeit höchsten Wirkungsgrad aufweisen. Die Module werden mit Solarzellen aus eigener Produktion bestückt. Das SunPower Performance 3 setzt auf die Schindelzellentechnologie.
DAS solare Urgestein aus Japan. Seit über 60 Jahren Vorreiter in der Produktion von Photovoltaik-Modulen.
Zwar nie mit Höchstleistung, aber immer qualitativ hochwertig und fast unkaputtbar. Leider ist das Vertriebsnetz etwas dünn, aber das Produkt lohnt sich.
Ist wahrscheinlich der größte Hersteller weltweit. Das Preis-Leistungsverhältnis ist absolut top.
Leider gibt es auch hier wieder das Problem mit dem Handel - die echten Leistungsträger mit 584 Wp als Bifacial-Modul sind schwer zu bekommen. Wir denken das liegt eher am Handel als an Tongwei - denn viele kennen diesen Hersteller gar nicht.
Kaum zu glauben, aber es ist ein österreichischer Hersteller. Energetica ist ein reiner PV-Modulhersteller mit guten und sehr stabilen Produkten. Wer maximale Leistung sucht, ist hier fehl am Platz. Wer aber Langlebigkeit und Sorglosigkeit bevorzugt, hat hier einen Ansprechpartner.
hat sich zum Ziel gesetzt, der führende Solarhersteller zu werden. Da LONGi die Solarzellen selbst produziert und als OEM-Produzent auch andere Hersteller beliefert, ist man auf einem guten Weg. Die PV-Module sind zwar etwas teurer als bei vergleichbaren Herstellern, aber auch etwas leistungsfähiger, was die Kompetenz unterstreicht. Alles in allem eine gute und problemlose Lösung auf dem Stand der Technik.
Ein Hersteller, der vom Silizium bis zum fertigen PV-Modul alles selbst produziert. Nicht nur die Produktionskapazität von 36 GW im Jahr 2021 ist beeindruckend, sondern auch die immer größer werdenden Solarzellen, die Aiko Solar mittlerweile ohne den Einsatz von Silber herstellt. Mit dem PV-Modul AIKO-A-MAH72Mw und einem Wirkungsgrad von 24% bei 620 Wp liegt die Messlatte bereits sehr hoch.
Über JAsolar können wir keine objektive Aussage treffen - wir sind befangen. Die PV-Module sind einfach sensationell gut. Preis und Leistung passen und wir sehen auch keine krassen Leistungsunterschiede zwischen den Modulen. Was wir sehr schätzen ist, dass die Abweichungen nie den Wert erreicht haben, der laut Datenblatt möglich wäre und das über verschiedene Chargen hinweg. Dies ist leider nicht bei allen Herstellern der Fall. Kurzum, JAsolar besticht durch Kontinuität zu einem fairen Preis.
Bei Trina Solar ist es ähnlich wie bei einigen anderen Herstellern. Die Verarbeitung und die Modulvarianten sind einfach gut. Preis und Leistung passen auch hier und die Qualität der Module überzeugt. Auffällig ist, dass fast alle Hersteller, die im Leistungsranking auf Platz 7 liegen, sich in der Qualität sehr ähneln und immer eine gute Wahl sind. Trina Solar hebt sich durch die kleinen bifacialen PV-Module von den anderen ab, was ein absolutes Plus darstellt.
Mit einer Größe von 1700 x 1113 mm finden sie einfach leichter Platz.
Der Hauptsitz von FuturaSun befindet sich in der Provinz Padua / Italien. Die Modulproduktionsstätten in Asien unter italienischer Leitung befinden sich in Taizhou und haben eine Produktionskapazität von 1 GW/Jahr. Obwohl die Module von FuturaSun nur wenigen bekannt sind, lohnt sich ein genauer Blick.
Blick wert. Die Produktpalette und die Qualität sind beeindruckend.
So liefert das italienische Unternehmen Module von 370 Wp bis 580 Wp in der einseitigen Variante sowie bifaziale Glas/Glas-Module von 360 Wp bis 700 Wp.
Das absolute Highlight sind jedoch die vollfarbigen Module, die in 4 Standardfarben erhältlich sind. Es wäre kein italienisches Unternehmen, wenn es nicht alle RAL-Farben produzieren würde. Einziger Wermutstropfen ist, dass diese dann nur im Container erhältlich sind. Preislich dennoch interessant für den Einsatz in Wohnbauprojekten, da die Flächen mit den Paneelfassaden fast 190Wp pro m2 liefern. Damit sind Anlagen mit 60 kWp schnell in die Fassade integriert. Aus unserer Sicht absolut empfehlenswert.