Zuletzt aktualisiert am 10. September 2024
Dünnschicht-Solarmodule sind eine interessante Option für Solarenergie. Sie sind viel dünner als die üblichen Module und messen nur 1-5 Mikrometer. Obwohl sie weniger effizient sind, haben sie besondere Vorteile.
Zum Beispiel wiegen sie nur etwa 10 kg und brauchen keinen schweren Metallrahmen. Das macht sie leicht und flexibel für verschiedene Dachtypen. Man findet sie in starren und biegsamen Formen, was kreative Möglichkeiten fürs Hausdach bietet.
In vielen Häusern sieht man eher Dickschichtmodule, aber unter bestimmten Umständen sind Dünnschichtmodule eine gute Wahl. Sie können bei schwankendem Licht gut funktionieren und brauchen mehr Platz auf dem Dach.
Ohne den Bedarf an einem starken Metallrahmen eignen sich diese Module auch für Dächer, die nicht viel Gewicht tragen können.
Zusammenfassung
- Dünnschicht-Solarmodule sind leichter und flexibler als kristalline Module, wiegen etwa 10 kg und benötigen keinen schweren Metallrahmen.
- Sie sind günstiger in der Herstellung und kosten etwa ein Drittel bis die Hälfte von kristallinen Modulen.
- Dünnschichtmodule haben eine Effizienz von 10-13%, während kristalline Module 15-22% erreichen.
- Sie funktionieren besser bei instabilen Lichtverhältnissen und bewölktem Himmel.
- Dünnschichtmodule eignen sich gut für große Dächer und Dächer mit geringer Traglast, da sie weniger wiegen und flexibel installiert werden können.
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Vergleich zwischen Dünnschicht- und Kristallmodulen
Dünnschichtmodule verwenden andere Materialien als kristalline Module, was sie dünner macht. Der Herstellungsprozess von Dünnschichtmodulen ist einfacher, was oft zu geringeren Kosten führt.
Unterschiede in Material und Dicke
Kristalline Module nutzen kristallines Silizium, also monokristallin oder polykristallin. Diese Materialien sind dick. Man macht die Zellen etwa 0,2 mm dick. Dünnschichtmodule sind viel dünner.
Ihre Schicht ist nur 1-5 Mikrometer dick. Das macht sie fast 100-mal dünner als kristalline Module.
Bei den Materialien gibt es auch Unterschiede. Für Dünnschicht-Solarmodule verwendet man oft andere Halbleiter. Amorphes Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Cadmiumtellurid (CdTe) sind Beispiele dafür.
Diese Stoffe helfen, die Zellen dünn zu machen. So können die Dünnschichtmodule leichter sein.
Herstellungsprozess der Dünnschicht Solarmodule
Nach den Unterschieden in Material und Dicke kommt die einzigartige Herstellung der Dünnschichtsolarmodule. Diese Module werden hergestellt, indem man Materialien direkt auf ein Trägermaterial sprüht oder verdampft.
Als Träger dienen oft Glas, Kunststofffolie oder Metalle. Diese Technik ermöglicht es, sehr leichte Module ohne Metallrahmen zu produzieren. Jedes Modul wiegt ungefähr 10 kg.
Zum Aufbringen der Materialien nutzen Hersteller Verfahren wie die chemische Gasphasenabscheidung. Sie erzeugen damit dünne Schichten, die das Licht einfangen. Im Gegensatz zu kristallinen Modulen, die über 20 kg wiegen können, bieten diese leichten Module eine einfache Handhabung und Montage.
Vor- und Nachteile der Dünnschicht Solarmodule
Dünnschicht Solarmodule sind oft günstiger in der Herstellung als kristalline Panels. Sie bieten eine bessere Leistung bei schwachem Licht, aber ihre Energieeffizienz ist niedriger.
Kosten
Dünnschichtmodule sind billiger als kristalline Module. Sie kosten nur etwa ein Drittel bis die Hälfte. Dies macht sie für viele Hausbesitzer attraktiv. Aber die niedrige Effizienz und kürzere Lebensdauer bedeutet, dass man diese Ersparnisse abwägen muss.
Die Preise für Photovoltaikanlagen variieren, aber Dünnschichtsolarzellen bieten eine günstige Option. Man muss jedoch bedenken, dass die Einsparungen möglicherweise durch die frühere Erneuerung der Anlage ausgeglichen werden.
Gute Preise garantieren nicht immer lange Freude.
Effizienz und Leistung
Dünnschichtsolarmodule erreichen eine Effizienz von 10-13%. Im Vergleich dazu bringen es kristalline Module auf 15-22%. Dies zeigt, dass Dünnschichtmodule weniger Sonnenlicht in Strom umwandeln.
Ein Grund dafür ist der Materialunterschied. Während amorphes Silicium oft in Dünnschichtmodulen verwendet wird, setzen kristalline Solarzellen auf Materialien wie Silicium aus dem Czochralski-Verfahren oder das Float-Zone-Verfahren.
CIGS-Dünnschichtsolarzellen haben jedoch einen Vorteil: Sie können Licht von beiden Seiten einfangen. Dies erhöht ihre Leistung unter bestimmten Bedingungen. Der Temperaturkoeffizient-Verlust bei Dünnschichtmodulen beträgt etwa 0,1-0,3% pro Kelvin, im Gegensatz zu 0,3-0,5% bei kristallinen Modulen.
Das bedeutet, Dünnschichtmodule verlieren bei steigenden Temperaturen weniger Leistung. Die nächste Betrachtung gilt der Lebensdauer und Wartung dieser Technologien.
Lebensdauer und Wartung
Dünnschichtmodule halten nicht so lange wie kristalline Solarmodule. Kristalline Module bekommen oft eine Herstellergarantie von 20 bis 30 Jahren. Bei Dünnschichtmodulen ist das anders.
Sie brauchen weniger Wartung. Ein Grund dafür ist, dass sie keinen Rahmen haben. Dadurch fangen sie weniger Schmutz und Ablagerungen.
Diese Module sind zarter und müssen sorgfältig installiert werden. Ihre kürzere Lebensdauer bedeutet nicht, dass sie nicht nützlich sind. Sie bieten andere Vorteile, wie geringeren Wartungsaufwand.
| Vorteile | Nachteile |
| Günstiger in der Herstellung als kristalline Panels | Niedrigere Energieeffizienz (10-13% vs. 15-22% bei kristallinen Modulen) |
| Bessere Leistung bei schwachem Licht | Kürzere Lebensdauer als kristalline Module |
| Billiger als kristalline Module (nur etwa ein Drittel bis die Hälfte der Kosten) | Früherer Bedarf an Erneuerung der Anlage |
| Günstige Option für Hausbesitzer | Verlieren bei steigenden Temperaturen weniger Leistung (0,1-0,3% pro Kelvin) |
| CIGS-Dünnschichtmodule können Licht von beiden Seiten einfangen | Weniger Effizienz und Leistung im Vergleich zu kristallinen Modulen |
| Geringerer Temperaturkoeffizient-Verlust | Kürzere Herstellergarantie (im Vergleich zu 20-30 Jahren bei kristallinen Modulen) |
| Weniger Wartung erforderlich (keine Rahmen, weniger Schmutz und Ablagerungen) | Zartere Module, die sorgfältig installiert werden müssen |
Bedingungen für den Einsatz der Dünnschicht Solarmodule
Dünnschicht Solarmodule arbeiten auch gut, wenn das Licht nicht stark ist. Sie passen auf große Dächer und brauchen nicht viel Gewicht zu tragen.
Instabile Lichtverhältnisse
Unter instabilen Lichtverhältnissen arbeiten Dünnschichtmodule besser als traditionelle Solarmodule. Sie fangen Sonnenlicht effektiver ein, selbst wenn die Sonne nicht direkt scheint.
Das macht sie ideal für Orte mit oft bewölktem Himmel oder langen Schattenphasen während des Tages. Ihre Fähigkeit, auch bei schwachem Licht Strom zu produzieren, stammt von der besonderen Art, wie sie gebaut sind.
Dünnschichtmodule nutzen schwaches Licht optimal und liefern Energie, selbst wenn die Sonne sich versteckt.
Diese Module eignen sich auch gut für Gebiete, in denen die Sonneneinstrahlung über den Tag stark variiert. Sie passen sich schnell an wechselnde Lichtbedingungen an und halten ihre Leistung aufrecht.
Im Vergleich zur herkömmlichen PV-Anlage aus kristallinem Silizium zeigen Dünnschichtmodule unter diesen Bedingungen eine bessere Leistung. Ihre Technologie ermöglicht es, nahezu jede Lichtmenge in Strom umzuwandeln.
Abweichende Ausrichtung der PV-Installation
Von den instabilen Lichtverhältnissen kommen wir zu einem weiteren wichtigen Punkt: der Ausrichtung der Photovoltaikanlage. Dünnschichtmodule zeigen ihre Stärken besonders dann, wenn die Installation nicht ideal nach Süden zeigt.
Sie fangen auch bei Ost- oder Westausrichtung noch viel Licht ein. Dies macht sie passend für Dächer, die nicht die perfekte Richtung haben.
Ein weiterer Vorteil ist ihre Flexibilität bei der Anpassung an verschiedene Oberflächen. Dünnschicht-Solarmodule können auf Flächen installiert werden, die für traditionelle Module nicht geeignet sind.
Damit eignen sie sich ausgezeichnet für Haushalte, deren Dachformen oder -neigungen von der Norm abweichen. So können mehr Häuser Solarstrom nutzen, selbst wenn ihre Dächer nicht ideal liegen.
Größere verfügbare Dachfläche
Dünnschicht Solarmodule eignen sich besonders für große Dächer. Sie brauchen mehr Platz, da sie weniger effizient als herkömmliche Module sind. Auf großen Dächern spielt das aber keine große Rolle.
Die Module decken einfach mehr Fläche ab. So erzeugen sie trotzdem viel Strom.
Große Dachflächen bieten zudem mehr Flexibilität bei der Installation. Dünnschichtmodule können auch auf Dächern montiert werden, die nicht ideal nach Süden zeigen. Das macht sie vielseitig einsetzbar.
Für Gebäude mit großen Dachflächen sind sie daher eine gute Wahl.
Geringere Dachlast
Solarmodule aus dünnen Schichten wiegen weniger. Das macht sie ideal für Dächer, die nur wenig Gewicht tragen können. Ein leichtes Dach kann nicht viel Last aufnehmen. Deshalb sind diese Module eine gute Wahl.
Sie brauchen keine schweren Träger oder extra Verstärkungen. Das spart Zeit und Geld bei der Installation.
Diese Module passen auch gut auf große Flächen. Sie lassen sich einfach an verschiedene Dachformen anpassen. Das ist besonders nützlich bei ungewöhnlichen oder großen Dächern.
So kann man Solarenergie nutzen, ohne die Dachstruktur zu ändern oder zu belasten.
Schlussfolgerung
Dünnschicht-Solarmodule bieten viele Vorteile für Privathäuser. Sie sind günstiger und leichter als andere Arten. Diese Module arbeiten auch gut bei wenig Licht. Aber sie haben eine kürzere Lebensdauer und niedrigere Effizienz.
Für große Dächer oder Orte mit weniger Sonne sind sie jedoch eine gute Wahl.
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Häufig gestellte Fragen
Dünnschicht Solarmodule sind eine Art von Solarzellen, die aus Materialien wie a-Si:H oder CIGS-Solarzelle bestehen. Sie nutzen den photoelektrischen Effekt, um Sonnenstrahlen in elektrischen Strom umzuwandeln.
Ob Dünnschicht Solarmodule für Privathäuser lohnenswert sind, hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Sonneneinstrahlung, den Modulpreisen und der energetischen Amortisationszeit.
Dünnschicht Solarmodule unterscheiden sich von anderen Solarzellen durch ihr Herstellungsverfahren, wie das String-Ribbon-Verfahren, und ihre Materialien, wie organische Solarzellen oder Tandemsolarzellen.
Dünnschicht Solarmodule haben mehrere Vorteile, darunter eine kürzere energetische Amortisationszeit im Vergleich zu anderen Solarzellen und die Fähigkeit, auch bei geringerer Sonneneinstrahlung Strom zu erzeugen.
Unternehmen wie First Solar und Calyxo GmbH sind führend in der Herstellung von Dünnschicht Solarmodulen. Andere Unternehmen wie Longi Green Energy Technology und Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE forschen auch auf diesem Gebiet.
Die Integration von Dünnschicht Solarmodulen in ein Privathaus kann durch die Installation von PV-Modulen auf dem Dach oder durch die Nutzung von BAPV (Building Applied Photovoltaics) erfolgen.
✍️ Geschrieben von:
Christian, ein erfahrener Experte mit über zehn Jahren Erfahrung im Bereich Photovoltaik und erneuerbare Energien, ist eigentlich gelernter Dachdecker. Mit seinem fundierten Wissen über Solartechnologie und praktische Erfahrung bietet er wertvolle Einblicke und praxisnahe Ratschläge. Seine Expertise erstreckt sich auf die Planung und Umsetzung von Solaranlagen sowie auf das Verständnis für aktuelle Trends und Entwicklungen im Bereich erneuerbarer Energien.
