Monokristalline Solarmodule: Preis, Testsieger, Vor- und Nachteile

Monokristalline Solarmodule sind die beliebtesten Solarzellen auf deutschen Hausdächern. In diesem Artikel lernen Sie ihre Vor- und Nachteile und erfahren, welches monokristallines Solarpanel das beste ist. Wir vergleichen zudem die Preise von gängigen Modellen, damit Sie beim Kauf die richtige Entscheidung treffen.

Was sind monokristalline Solarmodule und woraus bestehen sie? 

Monokristalline Solarmodule bestehen aus Solarzellen aus monokristallinem Silizium. Das hochreine Silizium wird zu einem homogenen Kristallgitter verarbeitet, sodass in den Grenzbereichen verschiedener Kristalle kein Energieverlust auftritt. 

Wie werden monokristalline Solarzellen hergestellt? 

Für die Herstellung monokristalliner Solarzellen hat sich das Czochralski-Verfahren (CZ-Verfahren) durchgesetzt. Dabei werden Brocken aus Polysilizium in einem Tiegel bei 1450 °C geschmolzen. Ein Impfkristall wird von oben in die Schmelze eingetaucht und unter leichter Drehung langsam wieder nach oben gezogen. Dabei kristallisiert sich flüssiges Silizium an und es entsteht ein einkristalliner Siliziumstab (Ingot). Die Dicke des Stabs kann durch Variation von Temperatur und Ziehgeschwindigkeit eingestellt werden. Mit dem CZ-Verfahren können Stäbe mit einem Durchmesser von bis zu 30 cm und einer Länge von bis zu 2 m hergestellt werden. Für die Herstellung von Solarzellen werden jedoch meist Stäbe mit einem Durchmesser von 12,5 bis 15 cm verwendet.

Was sind die Vor- und Nachteile von monokristallinen Solarmodulen?

Monokristalline Solarmodulen erreichen die höchsten Wirkungsgrade. Aus diesem Grund eignen sie sich hervorragend für kleinere Dächer wie Einfamilienhäuser. Im Vergleich zu anderen Solarmodulen erzeugen sie den meisten Strom pro Quadratmeter. Dafür sind sie die teuersten und schwersten aller Arten von PV-Modulen.

Welchen Wirkungsgrad haben monokristalline Solarmodule?

Monokristalline Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von 18 bis 22,5%. Damit ist die Leistung etwa 5 bis 7% höher als bei polykristallinen Solarzellen. Gute Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von mindestens 20%. 

Die untere Tabelle zeigt die zehn besten monokristallinen Solarmodule mit dem höchsten Wirkungsgrad, die wir in unserem Vergleich getestet haben.

Bedenken Sie, dass der Wirkungsgrad nur einer von vielen Leistungsfaktoren eins Solarmoduls ist. Weitere Kennzahlen wie die Leistungsdifferenz und -toleranz, die Temperaturbeständigkeit oder das Schwachlichtverhalten sind ebenfalls wichtig. 

Temperaturverhalten von monokristallinen PV-Modulen

Die Leistung von monokristalliner PV-Module nimmt mit steigender Temperatur ab. Der Leistungsabfall beträgt ab einer Zelltemperatur von 25 °C bis zu -0,4% pro Grad Celsius. Das bedeutet, dass die Leistung um etwa 4% sinkt, wenn die Zelltemperatur um 10 °C auf 35 °C steigt. Bei sehr hohen Temperaturen kann das zu einem Leistungsverlust von etwa 20 bis 30% führen.

Das Temperaturverhalten unterscheidet sich ebenfalls je Hersteller. Die besten Solarmodule erreichen hier Werte von lediglich -0,24% (zum Beispiel das Solarpanel Alpha Pure-R von REC). 

Schwachlichtverhalten von monokristallinen Solarmodulen

Die Leistung von monokristallinen Solarmodulen nimmt bei schwachem Licht ab. Zwar wird die Spannung der Solarzelle nur geringfügig durch die Einstrahlung beeinflusst, umso mehr aber seine Stromstärke. Die Beziehung zwischen Einstrahlung und Strom ist annähernd linear. Bei halber Einstrahlung liefert das PV-Modul nur den halben Strom und damit auch nur die halbe Leistung.

Moderne Solarmodule erreichen bei schwachem Licht (200 w/m²) 95 bis 96,5% ihrer nominellen Leistung. 

Um Leistungsverluste zu vermeiden, sollten monokristalline Solarzellen nach Süden und einem Winkel von 30 bis 40 ° aufgestellt werden. Achten Sie zudem darauf, dass die Solarzellen nicht verschattet sind.

Lebensdauer von monokristallinen Solarmodulen 

Monokristalline Solarmodule haben eine Lebensdauer von 30 bis 50 Jahren. Im Laufe der Jahre verlieren Solarzellen jedoch bis zu 0,8% Leistung pro Jahr. Das bedeutet, dass nach 25 Jahren eine Leistung von lediglich 80% der ursprünglichen Leistung erreicht wird.  

Achten Sie beim Kauf darauf, dass die Leistung nach 25 Jahren bei mindestens 85% liegt. Die besten Solarmodule erreichen hier Werte von bis zu 94,2% (zum Beispiel Meyer Burger Glass).

Was kosten monokristalline Solarmodule? 

Solarmodule mit monokristallinen Zellen kosten 110 bis 212 €. Das entspricht einem Preis von 262 bis 504 € pro kWp, je nach Hersteller und Qualität des Moduls. Der hohe Preis ergibt sich aus dem aufwendigen Herstellungsprozess und spiegelt den hohen Wirkungsgrad wider.

Die folgende Übersicht zeigt die durchschnittlichen Preise von monokristallinen Silizium-Solarzellen mit 400 Wp Leistung verschiedener Hersteller. Diese Solarpanels eignen sich gut für Einfamilienhäuser.  

Asiatischen Solarhersteller sind dabei im Schnitt günstiger als europäische. 

Welche monokristallinen Solarmodul sind die besten?

Der Testsieger mit 4,67 Punkten ist in unserem großem Solarpanel-Test und Vergleich das SunPower Maxeon 6 AC. Es hat einen sehr hohen Wirkungsgrad von 22,5% und die Temperaturbeständigkeit liegt mit 0,29% pro Grad Celsius im guten Bereich.

Es überzeugt aber auch in anderen Leistungskategorien. Und das Beste: SunPower bietet auf das Maxeon 6 AC unglaubliche 40 Jahre Produktgarantie. Eine so großzügige Garantie hat kein anderer Solarmodulhersteller in unserem Test. 

Die Top 10 der von uns getesteten monokristallinen Solarmodule präsentiert sich wie folgt: 

In welchen Ausführungen und Technologien gibt es monokristalline Solarmodule?

Durch technologische Fortschritte in der Photovoltaik sind verschiedene Ausführungen und Technologien für monokristalline Solarmodule entstanden. Die bekanntesten sind: 

• Die PERC-Technologie verbessert den Wirkungsgrad von Solarzellen durch Hinzufügen einer dielektrischen Passivierungsschicht auf der Rückseite der Zelle.
• Bifaziale Solarmodule sind so konzipiert, dass sie Sonnenlicht von beiden Seiten aufnehmen können - sowohl direkte Sonnenstrahlen als auch das von der Oberfläche reflektierte Licht. Dadurch erzeugen Sie mehr Solarstrom.
• Bei der Schindeltechnik werden Solarzellen in schmale Streifen geschnitten und dann überlappend angeordnet. Das führt zu einem höheren Wirkungsgrad und verringert die Widerstandsverluste.
• Die HJT-Technologie kombiniert monokristallines Silizium mit Dünnschichttechnologien, in der Regel mit amorphem Silizium. HJT-Zellen haben ausgezeichnete Temperaturkoeffizienten und erzielen bei höheren Temperaturen gute Leistung.
• Tandem-Solarzellen stapeln mehrere Halbleitermaterialien in einer Zelle, um ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts zu nutzen und somit den Wirkungsgrad zu erhöhen. Ein Beispiel dafür ist die Kombination von monokristallinem Silizium mit Perowskit.

Monokristalline oder polykristalline Solarmodule?

Beim Kauf von Solarmodulen stellt sich die Frage: monokristalline und polykristalline Solarzellen? 

Monokristalline und polykristalline Solarzellen unterscheiden sich hauptsächlich durch das verwendete Material und ihre Herstellungsprozesse, was wiederum ihre Effizienz und Ästhetik beeinflusst. 

Für Installationen auf Dächern von Einfamilienhäusern sind monokristalline Solarzellen besser geeignet, da sie aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades mehr PV-Leistung bei gleichem Platzbedarf liefern. Polykristalline PV-Module sind eine Option bei großen Installationen und Freiflächenanlagen. 

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