Monokristallin oder Polykristallin: Welche Solarmodule für Photovoltaik?

Monokristallin oder Polykristallin? Das ist die Frage. Beide Typen der Solarzellen haben ihre Vor- und Nachteile. Wir klären auf, worin sie sich unterscheiden und welche Art für Sie die richtige sein könnte.

Monokristalline und polykristalline Solarzellen sind die beiden für Privatanwender bedeutsamsten Zelltypen. Polykristalline Photovoltaikmodule liegen dabei mit einem Marktanteil von rund 70 Prozent deutlich vorne. Monokristalline Module sind allerdings durch effizientere Produktionstechniken auf dem Vormarsch und holen auf. In diesem Ratgeber erfahren Sie alles über die Unterschiede der beiden Typen.

Unterschiede im Herstellungsverfahren

Die Unterschiede zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen haben ihren Ursprung in unterschiedlichen Herstellungsverfahren. Daher schauen wir uns diese als Erstes an: 

• Polykristalline Solarzellen: Der Herstellungsprozess von polykristallinen Zellen ist einfach. Zunächst werden mehrere Siliziumblöcke kombiniert und zu einem großen Klumpen kristallisiert. Durch das Schmelzen bei 1500 Grad Celsius werden Verunreinigungen aus dem Silizium bis zu einem gewissen Grad entfernt. Der Klumpen wird abgekühlt und anschließend in dünne "Wafer" geschnitten. Diese Wafer werden dann zu photovoltaischen Zellen verarbeitet. Das Verfahren umfasst die Reinigung, das Aufbringen einer Antireflexionsschicht und die elektrische Verdrahtung.
• Monokristalline Solarzellen: Der Herstellungsprozess von monokristallinen Solarzellen ist aufwendiger und komplizierter. In einem ersten Schritt wird Silizium geschmolzen und gereinigt. Aus dieser Schmelze wird ein Stab gezogen, der ein Monokristall bildet. Aus diesem werden ganz dünne Wafer abgeschnitten. Ein weitere Schritt umfasst die chemischen Behandlungen der Waferoberfläche, wodurch diese gereinigt werden.

Monokristalline Zellen werden somit aus einem und polykristalline aus mehrerer Kristallen hergestellt. Das macht die Produktion von polykristallinen Solarzellen deutlich einfacher und somit günstiger.

Monokristallin oder Polykristallin: Wirkungsgrad

Monokristalline Solarzellen haben bei direkter Sonneneinstrahlung einen Wirkungsgrad von 18 bis 26 Prozent. Polykristalline Solarzellen weisen hingegen einen Wirkungsgrad von 14 bis 20 Prozent auf. Dadurch kann mit monokristallinen Solarmodulen auf weniger Fläche ein ähnlich hoher Ertrag erzielt werden. 

Der Wirkungsgrad ist in diesem Zusammenhang der Prozentsatz der von der Sonne gelieferten Energie, der in Strom umgewandelt wird. Alle Photovoltaikanlagen basieren auf diesem Verfahren.

Der geringere Wirkungsgrad der polykristalline Solarzellen hat folgenden Gründe:

• Wenig Bewegungsfreiheit: Die Siliziumkristalle bieten den Elektronen nicht genügend Bewegungsfreiheit. Je weniger Kristalle, desto freier können sich die Elektronen bewegen und desto höher ist der Wirkungsgrad der Zelle.
• Reinheit des Siliziums: Der geringe Wirkungsgrad hängt auch mit der Reinheit der Siliziumkristalle zusammen. Hier haben polykristalline Solarzellen das Nachsehen.

Monokristalline Solarzellen verfügen im Vergleich dazu einen hohen Wirkungsgrad. Standardmodule erreichen in der Regel einen Wirkungsgrad von 16 bis 20 Prozent. Hochleistungsmodelle von Sunpower, Panasonic und LG sogar noch mehr. Die monokristallinen PV-Module der Serie X-23 von Sunpower wandeln fast 23% der Sonnenenergie in Strom um, und der maximale Wirkungsgrad liegt derzeit bei 25,6%.

Wenn Sie mehr über die Wirkungsgrade der Solarmodule der einzelnen Hersteller erfahren möchten, dann schauen Sie sich unseren großen Solarmodule Test und Vergleich an. 

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass monokristallinen Zellen einen niedrigeren Temperaturkoeffizient besitzen. Was ist das? Photovoltaik-Module funktionieren bei höheren Temperaturen schlechter und verlieren mit jedem Grad Celsius, auf das sich die Zelle erwärmt hat, an Wirkungsgrad. Monokristalline Solarmodule kommen mit höheren Temperaturen etwas besser zurecht.

Der Wirkungsgrad ist nicht immer entscheidend

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage ist der Ausgangspunkt immer der Bedarf. Die wichtigste Frage, deren Antwort die Grundlage für weitere Berechnungen ist, lautet:

• Wie viele kWp benötige ich heute, damit meine PV-Anlage auch noch in 25 Jahren den Strombedarf meines Haushalts deckt? 

Im nächsten Schritt muss überprüfen werden, wie viele Photovoltaikmodule Sie an einem sonnigen Standort aufstellen können. Da monokristalline Solarmodule mehr Strom erzeugen, müssen Sie weniger davon anbringen. Auch die PV-Modul Größe und das Gewicht sollten in Betracht gezogen werden. 

Bei einer Anlage mit Modulwechselrichtern (die verwendet werden, wenn ein Teil der Solaranlage zeitweise im Schatten liegt) ist die Anzahl der Solarmodule noch wichtiger, da für jedes Panel ein eigener Mikro-Wechselrichter gekauft werden muss.

Monokristalline Solarplatten durchschnittlicher Qualität liefern 270 bis 330 Wp, die besseren (z. B. LG Neon2 und Sunpower X-22) sogar bis zu 370 Wp. Andererseits erreichen gute polykristalline Module eine Leistung von bis zu 285 Wp. Das heißt, sie ersetzen monokristalline Solarmodule mittlerer Qualität vollständig und sind im Allgemeinen günstiger.

Beispiel: Eine vierköpfige Familie verbraucht 4000 kWh pro Jahr. Sie wohnt in einem Haus mit einem nach Norden und Süden ausgerichtetem Dach. Der Südhang ist 4 x 8 Meter groß, das sind 32 Quadratmeter. Es passen maximal 14 Module darauf.

Sollten sie monokristalline oder polykristalline Solarmodule kaufen?

• Polykristallines Modul mit 270 Wp * 14 Module = 3400 kWh (3780 W)
• Monokristallines Modul 330 Wp * 14 Module = 4150 kWh (4620 W)

In diesem Fall kann nur mithilfe von monokristallinen Paneelen genug Strom erzeugt werden, um den Verbrauch zu decken. Deshalb sind sie hier die richtige Wahl.

Unterschiedliches Aussehen

Mono- und polykristalline Solarzellen unterscheiden sich durch ihre Färbung und zumeist auch ihre Form. Während monokristalline Solarzellen schwarz gefärbt sind, erscheinen polykristalline Zellen bläulich.

Da die gezogenen monokristallinen Ingots eine zylindrische, aber ungleichmäßige Form haben, werden sie vor der Weiterverarbeitung zugeschnitten. Dadurch kann eine einheitliche Größe der einzelnen Stäbe gewährleistet werden. Deshalb weisen die hergestellten Wafer zumeist eine achteckige Form auf.

Gegossene polykristalline Ingots hingegen besitzen bereits durch das Gießen eine einheitliche Form. Polykristalline Wafer sind in der Praxis deshalb zumeist rechteckig oder quadratisch.

Viele Hersteller bieten zudem sogenannte "all black" Solarmodule mit sehr guten ästhetischen Eigenschaften an. Es handelt sich um monokristalline Module, deren Unterseite und Rahmen ebenfalls schwarz sind, sodass die gesamte Platte eine tiefe, dunkle Farbe ohne sichtbare Punkte hat. Wegen der zusätzlichen schwarzen Elemente wird diese Art von Photovoltaikmodulen etwas heißer, was einen kleinen Effizienzverlust zur Folge hat.

Monokristallin oder Polykristallin: Preisunterschiede

Der Preisunterschied zwischen monokristallinen und polykristallinen Solarzellen beträgt ca. 15-25 Prozent. 

Besserer Wirkungsgrad und Temperaturkoeffizient, geringere Installationskosten, weniger Modulwechselrichter, die für diese Art von Installation benötigt werden. Eigentlich spricht vieles für monokristalline Zellen. 

Doch all das zusammen ändert nichts an der Tatsache, dass polykristalline Module eindeutig günstiger sind. Dies ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen.

• Einfacherer Produktionsprozess: Ein rotierender Tiegel aus hochwertigem Material, 48 Stunden Herstellungsprozess, um einen Kristallzylinder herzustellen - das ist einfach teuer. Die Methode zur Gewinnung von polykristallinen Zellen ist viel einfacher.
• Weniger Abfall: Runde monokristalline Zellen werden an vier Seiten so geschnitten, dass sie eine annähernd quadratische Form haben. Die abgeschnittenen Stücke sind Abfall und müssen recycelt werden. Die Gewinnung von polykristallinen Zellen ist wirtschaftlicher und umweltfreundlicher.

Ein polykristallines Tier-1-Modul mit 280 Wp kann deutlich günstiger sein als ein monokristallines Panel von ähnlicher Qualität und Effizienz. Angesichts dessen sind monokristalline Solarmodule nur dort wirtschaftlich sinnvoll, wo polykristalline PV-Module enden - bei 300 Wp.

Beispiel: Eine mehrköpfige Familie in einem großen Haus mit einem großen nach Süden geneigten Dach. Der jährliche Stromverbrauch beträgt 4400 kWh, sodass die Solaranlage mindestens 4,6 kWp Leistung haben sollte.  

• Monokristalline Module LG LG310N1C-G4 310W - 15 Module * 240 EUR = 3600 EUR. 
• Polykristalline Module QCELLS Q.PLUS BFR 4.1.0 280W - 17 Module * 150 EUR = 2550 EURO.

Polykristalline Module erzeugen in diesem Beispiel eine ähnlich hohe Leistung, nur günstiger. Selbstverständliche haben in der Praxis die wenigsten Dächer unendlich viel Platz, sodass der Einsatz von monokristallinen Solarmodulen die richtige Lösung bieten. Hinzu kommt noch der Aspekt der Ästhetik: Schwarze Module auf dem Dach sehen einfach besser aus. 

Monokristallin oder Polykristallin? 

Wann sollten Sie sich für monokristalline und wann für polykristalline Solarmodule entscheiden? Fassen wir zusammen. 

Günstige Bedingungen

Unter günstigen Bedingungen, wenn genügend Platz für eine Photovoltaikanlage zur Verfügung steht, sind polykristalline Module günstiger - obwohl mehr Module installiert werden müssen.

Ist es das allerwichtigste Kriterium? Nicht unbedingt. Oftmals sind die teureren monokristalline PV-Module die bessere Wahl.

Kleine Fläche und Schatten

Wenn Ihre Dachfläche nicht groß genug ist, um genügend polykristalline Module zu installieren, dann müssen Sie zu monokristallinen Solarplatten greifen. Die Grenze ist dabei immer die Größe Ihres Daches. 

Ästhetik

Photovoltaikmodule sind der prominenteste Teil einer Solaranlage - sie befinden sich auf dem Dach und sind dadurch gut sichtbar.

Die blaue, reflektierende Farbe der polykristallinen Module gefällt nicht jedem und ist sicherlich gewöhnungsbedürftig. Und so werden polykristalline Module gerade wegen ihrer blauen Farbe oft als weniger schön angesehen.

Das tiefe Schwarz der monokristallinen Paneele, insbesondere in der Ausführung "all-black", zieht die Blicke auf sich und fügt sich im Allgemeinen besser in die übrigen Gebäudeelemente ein.

-> Mehr zum Thema: Solarzellen - blau oder schwarz?

Und wenn Sie sich allgemein am Aussehen von Solarmodulen stören, dann sind möglicherweise Solardachziegel eine interessante Alternative. 

Es gibt Wichtigeres als der Zellentyp

Die Wahl zwischen polykristallinen oder monokristallinen Solarmodule wird zur Nebensache, wenn Sie sich für minderwertige Produkte von unbekannten Marken einlassen. Wählen Sie daher einen namhaften Hersteller, der Erfahrung hat und lange Garantien bietet. 

Schauen Sie sich als erste Anlaufstelle unseren Test und Vergleich von PV-Modulen an.

Der zweite wichtige Punkt ist die Auswahl des richtigen Installateurs. Dafür gibt es zahlreiche Gründe:

• Auch die besten Module verursachen bei schlechter Installation viele Probleme.
• Eine fehlerhafte Installation kann zum Erlöschen der Garantie führen.
• Eine unsachgemäße Installation ist eine der Hauptursachen für Störungen.
• Der Installateur ist Ihr erster Ansprechpartner für Garantiefragen.

Ein qualifiziertes Fachbetrieb für Photovoltaikanlagen zu finden, ist nicht immer einfach. Daher unterstützen wir Sie gerne auf Ihrer Suche. Füllen Sie das untere Formular aus und wir verbinden Sie mit geprüften Photovoltaik-Fachfirmen aus Ihrer Region. Von diesen erhalten Sie kostenlose und unverbindliche Angebote. Vergleichen Sie und sparen dabei bis zu 30%!