Energie-Glossar · S
Solarzelle
Die Solarzelle ist die kleinste Einheit einer PV-Anlage: ein elektronisches Halbleiterbauelement, das Lichtenergie direkt in elektrische Energie umwandelt. Mehrere Solarzellen werden zu einem PV-Modul verschaltet.
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Von der Zelle zur Anlage
Die wichtigsten Informationen zu Solarzelle
- Wandelt Licht über den photovoltaischen Effekt in einem Halbleiter, meist Silizium direkt in Strom um
- Monokristalline Zellen dominieren den Markt mit Serienwirkungsgraden um oder über 22 %
- TOPCon hat PERC als Marktstandard weitgehend abgelöst; HJT und Back-Contact konkurrieren im Premiumsegment
- Gängige Wafer-Formate: M10 (182 mm) und G12 (210 mm), meist als Halbzellen verschaltet
- Für Einkäufer zählen Wirkungsgrad, Temperaturverhalten und Degradationswerte des konkreten Moduls
Wie erzeugt eine Solarzelle Strom?
Eine Solarzelle erzeugt Strom über den photovoltaischen Effekt in einem Halbleiter. In einem p-n-Übergang aus Silizium erzeugen einfallende Photonen Elektronen-Loch-Paare; das eingebaute elektrische Feld an der Grenzschicht trennt diese Ladungsträger und treibt sie als nutzbaren Gleichstrom durch den externen Stromkreis. Es gibt keine beweglichen Teile, keinen mechanischen Verschleiß und keine Emissionen im Betrieb.
Eine übliche Silizium-Einfachzelle liefert eine Spannung unter einem Volt; andere Zellkonzepte, etwa Tandems, können davon abweichen. Erst die Reihenschaltung vieler Zellen zu einem PV-Modul und die Verschaltung mehrerer Module zu Strings ergibt die Spannungen und Leistungen, mit denen Wechselrichter arbeiten können.
Welche Zelltechnologien gibt es und welche dominiert den Markt?
Monokristalline Siliziumzellen dominieren heute den Markt und erreichen in der Serienfertigung Wirkungsgrade um oder über 22 Prozent, Spitzentechnologien mehr. Dünnschichttechnologien haben einen kleineren Marktanteil, werden aber auch in großen Freiflächenanlagen eingesetzt, etwa als CdTe-Module. Flexibilität und Gebäudeintegration sind weitere, nicht die einzigen Anwendungen.
Bei den Zellarchitekturen hat TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) die lange dominierende PERC-Technik als Marktstandard weitgehend abgelöst – sie erreicht höhere Wirkungsgrade bei überschaubaren Mehrkosten in der Fertigung. Im Premiumsegment konkurrieren Heterojunction-Zellen (HJT) und Back-Contact-Konzepte, bei denen die Kontakte auf der Rückseite liegen und keine Verschattung durch Frontkontakte entsteht. Perowskit-Silizium-Tandemzellen versprechen perspektivisch nochmals höhere Wirkungsgrade, weil zwei übereinanderliegende Schichten unterschiedliche Teile des Lichtspektrums nutzen – sie stehen aber noch am Übergang zur Massenfertigung.
Bei den Formaten haben sich große Wafer durchgesetzt: Gängig sind M10 (182 mm) und G12 (210 mm), meist als Halbzellen verschaltet. Das Halbieren der Zellen senkt die Stromstärke je Zellstrang und damit die Widerstandsverluste im Modul, was den Wirkungsgrad messbar verbessert.
Worauf sollten Sie bei der Modulauswahl achten?
Wichtiger als das Technologie-Etikett sind die belastbaren Garantie- und Datenblattwerte des konkreten Moduls. Effizientere und günstigere Zellen sind zwar der Haupttreiber der drastischen PV-Kostensenkung der letzten Jahrzehnte – für die Kaufentscheidung zählt aber, was das einzelne Produkt nachweislich leistet. Relevant sind vor allem:
- Wirkungsgrad und Nennleistung: beschreiben die Leistung unter Prüfbedingungen pro Fläche; der Ertrag hängt zusätzlich von Betriebsbedingungen ab – entscheidend bei begrenztem Platz
- Temperaturkoeffizient: je geringer der Leistungsverlust pro Grad Erwärmung, desto besser der Ertrag an heißen Sommertagen
- Degradationswerte und Leistungsgarantie: garantierte Restleistung über die Laufzeit, inklusive der anfänglichen Degradation im ersten Betriebsjahr
- Produktgarantie und Herstellerbonität: eine lange Garantie nützt nur, wenn der Hersteller sie am Ende auch bedienen kann
Für Hausverwaltungen und Unternehmen, die PV-Projekte ausschreiben, empfiehlt sich der Vergleich anhand dieser Datenblattwerte statt anhand von Marketingbegriffen. Zwei Module mit derselben Zelltechnologie können sich in Temperaturverhalten und Degradation deutlich unterscheiden – und genau diese Werte bestimmen den Ertrag über die Lebensdauer.
Quellen & Verweise
- Fraunhofer ISE — Photovoltaics Report, Juli 2026. ise.fraunhofer.de · Abruf
- Fraunhofer ISE — Silicon solar cells and modules. ise.fraunhofer.de · Abruf
Häufige Fragen zu Solarzelle
Was ist der Unterschied zwischen Solarzelle, Modul und String?
Die Solarzelle ist das einzelne Halbleiterbauelement; eine übliche Silizium-Einfachzelle liefert eine Spannung unter einem Volt. Viele Zellen werden zu einem PV-Modul verschaltet, mehrere Module in Reihe bilden einen String, der in einen Wechselrichtereingang einspeist. Die Zelle ist also die kleinste funktionale Einheit der Anlage.
Welche Zelltechnologie sollte ich aktuell kaufen?
TOPCon dominiert laut Fraunhofer-Report 2026 den Markt, daneben stehen unter anderem HJT und Rückkontaktkonzepte. Daraus folgt keine allgemeine Rangfolge für jedes Produkt: Wirkungsgrad, Temperaturkoeffizient, Degradation, mechanische Eignung und Garantie sind am konkreten Modul zu vergleichen.
Wie lange hält eine Solarzelle?
Solarzellen haben keine beweglichen Teile und degradieren nur langsam. Hersteller garantieren üblicherweise eine definierte Restleistung über mehrere Jahrzehnte; viele Anlagen laufen auch darüber hinaus weiter. Auch Verkapselung, Kontakte und andere Modulkomponenten können altern oder ausfallen; eine Leistungsgarantie ist keine Zusage störungsfreien Betriebs.
Warum sind Halbzellen-Module heute Standard?
Beim Halbieren der Zellen sinkt die Stromstärke je Zellstrang, wodurch die Widerstandsverluste im Modul abnehmen und der Wirkungsgrad steigt. Zudem verhalten sich Halbzellen-Module bei Teilverschattung oft günstiger, weil die Modulhälften getrennt verschaltet sind.