Die meisten modernen Solarmodule verwenden Halbzellen. Dafür werden herkömmliche Solarzellen in zwei Hälften halbiert. In diesem Artikel erfahren Sie die Unterschiede zu normalen PV-Modulen und lesen über die Vor- und Nachteile sowie den Preis von Halbzellenmodulen.
Das Wichtigste zuerst
Was ist ein Halbzellenmodul?
Ein Halbzellenmodul verwendet Solarzellen, die in zwei Hälften geteilt wurden.
Nachteile
Der größte Nachteil von Halbzellenmodulen ist der etwas höhere Preis.
Vorteile
Halbzellenmodule haben einen höheren Wirkungsgrad und geringere Verluste bei Verschattung.
Marktanteil
Halbzellenmodule haben einen Marktanteil von 90% und haben Vollzellenmodule verdrängt.
Was sind Halbzellenmodule?
Halbzellenmodule verwenden Solarzellen, die nach der Produktion in zwei Hälften geschnitten werden. Ein Halbzellenmodul besteht daher aus 120 Halbzellen anstatt aus 60 Vollzellen. Halbzellenmodule haben einen um bis zu 4% höheren Wirkungsgrad und erzielen einen Mehrertrag von bis zu 10%.
Halbzellenmodule sind eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Vollzellenmodule. Sie werden auch als „Half-Cut-Module“ bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen Halbzellenmodulen und Vollzellenmodulen?
Die wesentlichen Unterschiede zwischen Halbzellenmodule und Vollzellenmodule sind die Anzahl an Solarzellen und die Verschaltung.
Herkömmliche Solarmodule nutzen meist 60 oder 72 Vollzellen, Halbzellenmodule hingegen verwenden 120 bis 144 Halbzellen. Dadurch verändert sich ihr Aussehen.
Ein Halbzellenmodul im Vergleich zu einem Vollzellenmodul
Beide Typen von Solarmodulen haben darüber hinaus eine unterschiedliche Schaltung.
Klassische Vollzellenmodule haben drei in Reihe geschaltete Strings an Solarzellen. Halbzellenmodule teilen das Solarmodul in zwei Hälften, mit einem oberen und unteren Segment. Jedes Segment verfügt über eine Reihenschaltung mit drei Strings. Die beiden Segmente werden in der Mitte des Solarpanels durch eine Parallelschaltung verbunden.
Was sind die Vorteile von Halbzellenmodulen?
Der größte Vorteil von Halbzellenmodulen ist der höhere Wirkungsgrad und damit verbundene höhere Gesamterträge. Zudem ist die Strombelastung geringer, was einen positiven Effekt auf die Lebensdauer der Solarmodule hat.
1. Höherer Wirkungsgrad
Die Nutzung von Halbzellen erhöht den Wirkungsgrad der Solarmodule um 2 bis 3%. Halbzellen haben eine kleinere Fläche, was den Widerstand innerhalb der Zelle verringert. Dadurch reduzieren sich die elektrischen Verluste und der Wirkungsgrad des Moduls nimmt zu.
2. Weniger Hotspots
Die einzelnen Halbzellen erzeugen eine geringere Leistung, wodurch sie weniger erhitzen. Das verringert wiederum die Wahrscheinlichkeit von Hotspots, die ein Solarmodul langfristig beschädigen können.
3. Längere Lebensdauer
Das bessere Temperaturverhältnis erhöht die Lebensdauer der Solarzellen. Herkömmliche Vollzellenmodule erwärmen sich bei starker Sonneneinstrahlung auf bis zu 70 °C. Half-Cut-Module erreichen hingegen aufgrund der oben genannten geringen Verlustleistungen nur bis zu 60 °C.
4. Bessere Leistung bei Verschattung
Halbzellenmodule erreichen bei Verschattung eine bessere Leistung als Vollzellenmodule, weil sie in kleine Segmente unterteilt sind. Wenn ein Teil des Moduls im Schatten liegt, sind nur die Halbzellen im beschatteten Bereich betroffen. Verantwortlich dafür sind sogenannte Bypass-Dioden, die den Strom um verschattete Solarzellen herumleiten. Bei Vollzellenmodulen ist der betroffene Bereich deutlich größer.
Den Unterschied veranschaulicht das folgende Bild:
Umgang mit Verschattung von Halbzellenmodulen vs. Vollzellen
5. Größere Rückstrahlung
Der Abstand zwischen den Solarzellen ist bei Halbzellenmodulen größer. Durch diese Lücken kann deutlich mehr Licht durchdringen als bei Vollzellenmodulen. Dieser Effekt ist besonders bei bifazialen Solarmodulen von Vorteil, die von beiden Seiten Strom erzeugen und dadurch eine höhere Leistung erzielen.
6. Kombination mit verschiedenen Solarzellentechnologien
Die Herstellung von Halbzellen führt zu einer Anpassung der bisherigen Prozesse. In diesem Zuge ist es einfacher, leistungssteigernde Technologie wie bifaciale Solarzellen oder PERC-Technologie zu integrieren. Das hilft wiederum, den Wirkungsgrad von Halbzellenmodulen weiter zu erhöhen.
Was sind die Nachteile von Halbzellenmodulen?
Halbzellenmodulen haben auch einige Nachteile.
1. Platzierung der Anschlussdosen
Anders als bei Vollzellenmodulen befinden sich die Anschlussdose und die Kabel in der Mitte des Solarmoduls. Bei der vertikalen Standardmontage werden die Kabel an der oberen Schiene befestigt. Der längere Weg von der Mitte des Moduls verursacht einen Durchhang. Die Installation ist aus diesem Grund zeitaufwendiger und erfordert mehr Geschick.
Rückseite eines Halbzellenmoduls vs. Vollzellenmodul
2. Erhöhte Wahrscheinlichkeit schlechter Kontakte oder zellinterner Defekte
Da Module mit der Half-Cut-Technologie doppelt so viel Solarzellen wie herkömmliche Vollzellenmodule verwenden, benötigen sie mehr Kontakte. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass schlechte Kontakte zwischen den Zellen entstehen und zellinterner Defekte.
3. Höherer Preis
Halbzellenmodule kosten 50% mehr als Vollzellenmodule. Der höhere Preis resultiert aus höheren Produktionskosten.
Was kosten Halbzellenmodule?
Halbzellenmodule kosten im Durchschnitt 0,35 € pro Wp. Halbzellenmodule mit 400 Watt sind bereits für 100 € erhältlich. Hochwertige Modelle kosten bis zu 250 €. Herkömmliche Vollzellenmodule kosten dagegen 0,23 € pro Wp.
Preisunterschiede zwischen Halbzellen- und Vollzellenmodulen
Welche Hersteller produzieren Halbzellenmodule?
Die meisten Hersteller haben bereits Halbzellenmodule in ihrem Angebot. Und auch deutsche Solarhersteller wie Q-CELLS, Luxor oder Solarwatt fokussieren sich ganzheitlich auf die Herstellung von Halbzellenmodulen.
| Hersteller Halbzellenmodule | Herkunft |
|---|---|
| Q Cells | Deutschland |
| Ja Solar | China |
| Jinko Solar | China |
| LG Solar | Südkorea |
| Luxor Solar | Deutschland |
| REC Solar | Norwegen |
| Solarwatt | Deutschland |
| Suntech | China |
| Trina Solar | China |
Wie werden Halbzellenmodule hergestellt?
Die Herstellung von Halbzellen ist ähnlich wie die von Vollzellen. Die letzten werden einfach nach der Produktion in zwei Hälften mit einem Laser geschnitten. Immer mehr Hersteller produzieren Half-Cut-Module, wodurch sie günstiger werden. Module mit höherer Leistung können zudem zu einem höheren Preis verkauft werden.
Wie ist der Marktanteil von Halbzellenmodulen?
Der Marktanteil von Halbzellenmodulen liegt mittlerweile bei rund 90%. Eine Studie von Sharp ergab, dass Vollzellenmodule bis 2025 vom Markt verschwinden werden.
Marktanteil von Halbzellenmodulen und Prognose (Quelle: vdma.org)
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