Solarmodule: PERC Technologie einfach & verständlich erklärt

PERC-Technologie – Effiziente Solarmodule

PERC Technologie, kurz für “Passivated Emitter and Rear Cell”, haben in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen und sind aus modernen Photovoltaikanlagen kaum noch wegzudenken. Diese innovative Technologie bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die insbesondere für technisch und wirtschaftlich gebildete Fach- und Führungskräfte von Interesse sind. In diesem Artikel erklären wir die Funktionsweise, Vorteile und Nachteile von PERC Module und warum sie eine lohnende Investition darstellen können.

Herkömmliche Solarzelle

Quelle: AZOM

PERC Solarzelle

Quelle: AZOM

Das Wichtigste zusammengefasst

Höherer Wirkungsgrad: PERC-Module wandeln bis zu 23% der Sonnenenergie in Strom um und bieten so eine maximale Energieausbeute bei begrenztem Platz.
Effizienz bei schwachem Licht: Besonders in den Morgen- und Abendstunden nutzen PERC-Zellen das rote Licht effizient und steigern die Stromerzeugung.
Geringere Wärmeverluste: Dank der speziellen Rückseitenpassivierung behalten PERC-Zellen ihre Leistung auch bei höheren Temperaturen besser bei und haben eine längere Lebensdauer.
Längere Garantiezeiten: Viele Hersteller bieten bis zu 30 Jahre Garantie auf PERC-Module, was ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit unterstreicht.

Inhaltsverzeichnis

Wie funktioniert eine PERC-Solarzelle?

PERC-Solarzellen basieren auf der Standard-Siliziumtechnologie, wurden jedoch durch die Hinzufügung einer zusätzlichen Schicht auf der Rückseite der Zelle optimiert. Sie kommen insbesondere bei monokristallinen PV-Paneelen zum Einsatz. Diese Schicht, die als dielektrische Schicht bekannt ist, reflektiert das durch die Zelle hindurchgehende Sonnenlicht zurück in die Zelle. Dadurch wird das Licht, das ansonsten verloren ginge, nochmals genutzt, um Elektronen freizusetzen und somit mehr Strom zu erzeugen.

Der Prozess der Rückseitenpassivierung

In einer Standard-Solarzelle ist die Rückseite direkt mit Aluminium beschichtet. Bei PERC-Zellen wird jedoch eine zusätzliche dielektrische Schicht zwischen dem Halbleiter und der Aluminiumrückseite eingefügt. Diese Schicht wird präzise perforiert, um den Kontakt nur an bestimmten Stellen zu ermöglichen. Dieses Verfahren reduziert die Rekombination von Elektronen und Löchern und erhöht somit den Wirkungsgrad der Zelle um etwa 1%.

Vorteile von PERC-Solarzellen

Höherer Wirkungsgrad

PERC-Solarzellen haben im Vergleich zu herkömmlichen Modulen einen höheren Wirkungsgrad. Sie können bis zu 23% der einfallenden Sonnenenergie in Strom umwandeln. Dieser höhere Wirkungsgrad ist besonders in Situationen von Vorteil, in denen eine maximale Energieausbeute pro Fläche entscheidend ist, wie bei begrenztem Dachraum.

Effizienz bei schwachem Licht

Besonders in den Morgen- und Abendstunden, wenn der Anteil des roten Lichts höher ist, zeigen PERC-Zellen eine bessere Leistung. Dies ist auf die Fähigkeit der PERC-Technologie zurückzuführen, das rote Licht effizienter zu nutzen und somit die Stromerzeugung zu verbessern.

Geringere Wärmeverluste

Wie auch in einer Studie ermittelt wurde, erwärmt sich die spezielle Rückseitenpassivierung der PERC-Zellen weniger und behalten ihre Leistung auch bei höheren Temperaturen besser bei. Diese geringere Erwärmung führt zu einer verbesserten Gesamtleistung der Module und einer längeren Lebensdauer.

Längere Garantiezeiten

Ein weiterer Vorteil von PERC-Solarmodulen ist die oftmals längere Garantiezeit im Vergleich zu herkömmlichen Modulen. Viele Hersteller bieten eine Garantie von bis zu 30 Jahren auf PERC-Module an, was die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit dieser Technologie unterstreicht.

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Nachteile von PERC-Solarzellen

Kosten

Die Herstellung von PERC-Solarzellen ist komplexer und teurer als die herkömmlicher Solarzellen. Dies spiegelt sich in den höheren Anschaffungskosten wider, die jedoch durch die höhere Effizienz und die längere Lebensdauer ausgeglichen werden können.

Kosten

PERC-Zellen sind anfälliger für lichtinduzierte Degradation (LID), was bedeutet, dass ihre Leistung im Laufe der Zeit stärker abnimmt. Diese Degradation ist auf die höhere Wasserstoffkonzentration in den Zellen zurückzuführen, die durch die dielektrische Schicht begünstigt wird.

Temperaturkoeffizient

Der höhere Temperaturkoeffizient bedeutet, dass PERC-Zellen bei hohen Temperaturen etwas mehr an Leistung verlieren als herkömmliche Zellen. Dies kann in sehr heißen Klimazonen einen negativen Einfluss auf die Gesamtleistung haben.

Wann ist der Einsatz von PERC-Technologie sinnvoll?

PERC-Solarmodule sind besonders nützlich in Anwendungen, bei denen der verfügbare Platz begrenzt ist und eine hohe Effizienz erforderlich ist, wie bei Auf-Dach-Photovoltaikanlagen. Sie sind auch ideal für Ost-West-ausgerichtete Anlagen, die in den Morgen- und Abendstunden mehr Energie benötigen. Darüber hinaus eignen sich PERC-Module hervorragend für Standorte mit moderaten Temperaturen, da sie hier ihre Vorteile der geringeren Wärmeverluste voll ausspielen können.

Vergleich zu anderen Technologien: TOPCon und HJT

Neben PERC gibt es noch weitere fortschrittliche Solarzellentechnologien wie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) und HJT (Heterojunction Technology). Diese jungen Technologien bieten noch höhere Wirkungsgrade und haben ihre eigenen spezifischen Vorteile. Allerdings sind PERC-Module aufgrund ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses und ihrer ausgereiften Technologie derzeit eine der bevorzugten Wahlmöglichkeiten auf dem Markt.

Fazit

Für technisch versierte und wirtschaftlich denkende Personen bieten PERC-Solarmodule eine hervorragende Möglichkeit, die Effizienz ihrer Photovoltaikanlage zu maximieren. Trotz der höheren Kosten und der schnelleren Degradation überwiegen die Vorteile in Form eines höheren Wirkungsgrades und einer besseren Leistung bei schwachem Licht. Wer eine langfristige und nachhaltige Investition in Solarenergie plant, sollte PERC-Solarmodule in Betracht ziehen.
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Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu PERC-Solarmodulen

PERC steht für “Passivated Emitter and Rear Cell”. Diese Technologie verbessert den Wirkungsgrad von Solarzellen, indem sie das durch die Zelle hindurchgehende Licht reflektiert und somit eine zweite Chance zur Stromerzeugung bietet.

PERC-Solarzellen nutzen eine zusätzliche dielektrische Schicht auf der Rückseite der Zelle, um das Licht, das die Zelle durchdringt, zurück in die Zelle zu reflektieren. Dadurch wird mehr Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt.

PERC-Solarmodule bieten einen höheren Wirkungsgrad, bessere Leistung bei schwachem Licht, geringere Wärmeverluste und oft längere Garantiezeiten. Diese Vorteile machen sie besonders effizient und langlebig.

Die Herstellung von PERC-Solarzellen ist komplexer und erfordert zusätzliche Materialien und Prozesse, was die Produktionskosten erhöht. Diese höheren Kosten werden jedoch durch die höhere Effizienz und längere Lebensdauer ausgeglichen.

PERC-Solarzellen können bis zu 23% der einfallenden Sonnenenergie in Strom umwandeln, was etwa 1% höher ist als bei herkömmlichen Solarzellen.

Ja, PERC-Zellen sind anfälliger für lichtinduzierte Degradation (LID), was bedeutet, dass ihre Leistung im Laufe der Zeit stärker abnimmt. Dies liegt an der höheren Wasserstoffkonzentration in den Zellen, die durch die dielektrische Schicht begünstigt wird.

Der höhere Temperaturkoeffizient bedeutet, dass PERC-Zellen bei hohen Temperaturen etwas mehr an Leistung verlieren als herkömmliche Zellen. Dies kann in sehr heißen Klimazonen einen negativen Einfluss auf die Gesamtleistung haben.

PERC-Solarmodule sind besonders nützlich bei begrenztem Platzangebot, wie auf Dächern, und in Anwendungen, die eine hohe Effizienz erfordern. Sie sind auch ideal für Ost-West-ausgerichtete Anlagen, die in den Morgen- und Abendstunden mehr Energie benötigen.

PERC-Solarzellen bieten im Vergleich zu anderen Technologien wie TOPCon und HJT ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und sind eine ausgereifte Wahl für viele Anwendungen. Jede Technologie hat ihre eigenen spezifischen Vorteile.

Viele Hersteller bieten eine Garantie von bis zu 30 Jahren auf PERC-Module an, was ihre Zuverlässigkeit und Langlebigkeit unterstreicht.

Ja, PERC-Solarmodule sind sowohl für kleine Dachanlagen als auch für große Freiflächenanlagen geeignet. Ihre höhere Effizienz und bessere Leistung bei schwachem Licht machen sie vielseitig einsetzbar.

Die Amortisationszeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der anfänglichen Investitionskosten, der Strompreise und der spezifischen Bedingungen vor Ort. In der Regel können sich PERC-Solarmodule jedoch schneller amortisieren als herkömmliche Module aufgrund ihrer höheren Effizienz.

Viele führende Hersteller von Solarmodulen bieten PERC-Technologie an, darunter Ja Solar, Jinko Solar und andere. Diese Hersteller sind bekannt für ihre qualitativ hochwertigen und effizienten Produkte.

Die Kosten für PERC-Solarmodule liegen zwischen 0,38 € und 0,43 € pro Watt-Peak, während herkömmliche Module zwischen 0,25 € und 0,30 € pro Watt-Peak kosten.

Ja, PERC-Solarmodule können mit anderen Solarmodulen in einer Photovoltaikanlage kombiniert werden, um die Gesamteffizienz und Leistung zu optimieren.

Die PERC-Technologie kann die Lebensdauer von Solarmodulen verlängern, da sie die Degradation durch höhere Effizienz und geringere Wärmeverluste reduziert.

Ja, PERC-Solarmodule sind umweltfreundlich, da sie mehr Sonnenenergie in Strom umwandeln und somit die Nutzung fossiler Brennstoffe reduzieren. Ihre höhere Effizienz trägt auch zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei.

Die Installation von PERC-Solarmodulen ist ähnlich wie bei herkömmlichen Modulen. Es wird empfohlen, die Installation von einem zertifizierten Fachmann durchführen zu lassen, um die bestmögliche Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.

PERC-Solarmodule haben ähnliche Wartungsanforderungen wie herkömmliche Module. Regelmäßige Inspektionen und Reinigungen sind wichtig, um die optimale Leistung und Lebensdauer der Module zu gewährleisten.

In vielen Ländern gibt es Förderprogramme und finanzielle Anreize für die Installation von Solaranlagen, einschließlich PERC-Solarmodulen. Es lohnt sich, lokale und nationale Programme zu prüfen, um mögliche Zuschüsse und steuerliche Vorteile zu nutzen.

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