PERC-Module: Technologie, Vorteile und Kosten im Überblick
In der modernen Photovoltaik sind PERC-Module zu einem Standard geworden und machen inzwischen rund 80% des Marktanteils aus. Diese innovative Technologie verspricht höhere Wirkungsgrade und bessere Leistung unter bestimmten Bedingungen. Doch was genau steckt hinter der PERC-Technologie, welche Vor- und Nachteile bietet sie, und wann lohnt sich eine Investition in diese Solarmodule?
Was bedeutet PERC?
PERC steht für "Passivated Emitter and Rear Cell" (auf Deutsch: "Zelle mit passivierter Emissionselektrode und Rückseite"). Diese Technologie wurde bereits in den 1980er Jahren entwickelt, konnte sich aber erst in den letzten Jahren im großen Maßstab auf dem Markt etablieren.
Funktionsweise von PERC-Modulen
Bei herkömmlichen Solarzellen durchdringt ein Teil des Sonnenlichts die Zelle, ohne Strom zu erzeugen. Besonders rotes Licht mit längerer Wellenlänge wird oft nicht vollständig genutzt und verlässt die Zelle durch die Rückseite.
Die PERC-Technologie löst dieses Problem durch einen speziellen Schichtaufbau:
- Eine dielektrische Passivierungsschicht auf der Rückseite der Zelle
- Feine Perforierungen in dieser Schicht (mittels Lasertechnik)
- Eine Aluminium-Metallisierung auf dieser perforierten Schicht
Durch diesen Aufbau wird das Licht, das die Zelle zunächst durchdrungen hat, zurückreflektiert und erhält eine "zweite Chance", Elektronen aus dem Halbleiter zu lösen und Strom zu erzeugen. Dies erhöht den Wirkungsgrad und verbessert insbesondere die Nutzung des roten Lichtspektrums.
PERC vs. herkömmliche Solarmodule im Vergleich
Vorteile von PERC-Modulen
Die PERC-Technologie bietet mehrere signifikante Vorteile:
- Höherer Wirkungsgrad: PERC-Module erreichen Wirkungsgrade von 21,5% bis 22,5%, was etwa 1% mehr ist als bei Standardmodulen.
- Bessere Leistung bei schwachem Licht: Besonders in den Morgen- und Abendstunden, wenn das Sonnenlicht einen höheren Rotanteil hat, arbeiten PERC-Module effizienter.
- Bessere Temperaturbeständigkeit: PERC-Module heizen sich durch die Reflexion des Lichts etwas langsamer auf, was bei hohen Temperaturen zu weniger Leistungsverlust führt.
- Höherer Ertrag pro Fläche: Auf begrenzten Dachflächen kann mit PERC-Modulen ein höherer Gesamtertrag erzielt werden.
- Gesteigerte Energieproduktion: Im Durchschnitt erzeugen PERC-Module 6-12% mehr Energie als vergleichbare Standardmodule.
Nachteile von PERC-Modulen
Trotz der Vorteile gibt es auch einige Nachteile zu beachten:
- Höhere Degradation: PERC-Module sind anfälliger für lichtinduzierte Degradation (LID), wodurch ihre Leistung über die Zeit etwas stärker abnimmt als bei Standardmodulen.
- Höhere Anschaffungskosten: Die Herstellung ist aufwendiger und teurer, was sich im Anschaffungspreis niederschlägt.
- Komplexere Produktion: Die Herstellung erfordert zusätzliche Produktionsschritte und spezielles Know-how.
Wann lohnen sich PERC-Module?
Der Einsatz von PERC-Modulen ist besonders sinnvoll unter folgenden Bedingungen:
Wirkungsgrad verschiedener Solarzelltechnologien
Führende Hersteller von PERC-Modulen
Viele renommierte Hersteller haben PERC-Module in ihrem Sortiment:
Alternativen zu PERC-Modulen
Während PERC derzeit die dominierende Technologie ist, gibt es bereits fortschrittlichere Entwicklungen:
- TOPCon (Tunnel Oxide Passivating Contact): Eine Weiterentwicklung der PERC-Technologie mit Wirkungsgraden bis zu 23%. TOPCon verwendet einen vollflächigen Rückseitenkontakt und eine dünne SiO2-Schicht für eine hervorragende Oberflächenpassivierung.
- HJT (Heterojunction): Diese Technologie nutzt abwechselnde Schichten aus kristallinem und amorphem Silizium und erreicht Wirkungsgrade bis zu 24%. Die Herstellung ist jedoch teurer und komplexer.
- N-Typ-Solarzellen: Diese Zellen verwenden mit Phosphor oder Arsen dotiertes Silizium anstelle von Bor. Dies ermöglicht einen geringeren Leistungsverlust in der Stromübertragung und bietet eine höhere Effizienz sowie längere Lebensdauer.
- Bifaziale Module: Diese können Licht von beiden Seiten aufnehmen und sind besonders effektiv, wenn sie so montiert werden, dass Licht auch von hinten auf die Module treffen kann, z.B. durch Reflexion vom Boden.
Kosten und Rentabilität
Die durchschnittlichen Kosten für verschiedene Modultypen im Jahr 2024:
*Die Amortisationszeit variiert stark je nach Strompreis, Eigenverbrauchsanteil, Einspeisevergütung und regionalen Faktoren.
Fazit: Lohnt sich die Investition in PERC-Module?
PERC-Module stellen aktuell einen guten Kompromiss zwischen Effizienz und Kosten dar. Für die meisten Anwendungen bieten sie einen messbaren Vorteil gegenüber herkömmlichen Modulen, insbesondere bei begrenztem Platzangebot oder ungünstigen Lichtverhältnissen.
Die höheren Anschaffungskosten können durch den Mehrertrag über die Lebensdauer der Anlage kompensiert werden. Mit einem Marktanteil von etwa 80% haben sich PERC-Module als Standard etabliert, könnten jedoch mittelfristig von noch effizienteren Technologien wie TOPCon und HJT abgelöst werden.
Eine individuelle Beratung durch einen Fachplaner ist ratsam, um die optimale Lösung für die jeweilige Dachsituation und den persönlichen Energiebedarf zu finden. Dabei sollten neben dem reinen Wirkungsgrad auch Faktoren wie Degradationsverhalten, Garantiebedingungen und die spezifischen Einsatzbedingungen berücksichtigt werden.
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