Solarmodule: Aufbau, Hersteller, Kosten (2024)

Ein Solarmodul, auch Solarpanel genannt, ist der Hauptbestandteil einer  Photovoltaikanlage. Die Solarzellen im Modul wandeln nämlich die einfallenden Sonnenstrahlen in elektrische Energie um. Wie ein Solarpanel aufgebaut ist, wie es funktioniert, welche Hersteller es gibt und was es kostet, erfahren Sie in diesem Ratgeber.

• Was ist ein Solarmodul?
• Wie werden Solarmodule hergestellt?
• Aufbau von Solarmodulen
• Wie funktionieren Solarmodule?
• Welche Arten von Solarmodulen gibt es?
• Was ist der Wirkungsgrad von Solarmodulen?
• Solarmodul-Technologien
• Welche Leistung haben Solarmodule?
• Wie werden Solarmodule befestigt?
• Was kosten Solarmodule?
• Welche Hersteller von Solarmodulen gibt es?
• Was sind die besten Solarmodule: Test und Vergleich
• Wie werden Solarmodule entsorgt?
• Solarmodule kaufen: darauf sollten Sie achten

Was ist ein Solarmodul?

Ein Solarmodul ist ein Bauteil einer Solaranlage und besteht aus mehreren Schichten. Die wichtigste Schicht bilden viele zusammengeschlossene Solarzellen. Sie wandeln das einstrahlende Sonnenlicht in elektrische Energie um. Der Zusammenschluss mehrerer Solarmodule und anderer Bauteile bildet eine Photovoltaikanlage, die das eigene Haus komplett oder teilweise mit Ökostrom versorgen kann. 

Solarmodul wird auch Solarpanel, PV-Modul und Photovoltaikmodul genannt. Die Begriffe werden als Synonyme verwendet und sind austauschbar. 

Wie werden Solarmodule hergestellt?

Für die Herstellung von Solarmodulen wird Silizium benötigt. Silizium ist ein Halbleitermaterial, dessen Leitfähigkeit unter Lichteinfall erhöht ist. Es wird geschmolzen, in Stabform gegossen und anschließend in dünne Scheiben (Wafer) geschnitten. Die Wafer bilden die Solarzellen, die mit Kontakten untereinander verbunden werden. Glas- und Kunststoffschichten werden zum Schutz hinzugefügt.

Aufbau von Solarmodulen

Der Aufbau von Solarmodulen ist einfach. Sie bestehen mehreren Schichten aufgebaut. Ein Aluminiumrahmen hält sie zusammen. Darunter befindet sich eine Glasabdeckung, gefolgt von einer Kunststoffschicht, den Solarzellen, einer weiteren Kunststoffschicht, einer weiteren Abdeckung aus Glas oder Kunststoff und zuletzt den Kontakten und der Verkabelung.

Bei einem herkömmlichen Solarmodul besteht die oberste Glasschicht aus ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas), das vor starken Temperaturschwankungen, Wetter- und Umwelteinflüssen schützt. Die darunter liegende Kunststoffschicht besteht zumeist aus EVA (Ethylenvinylacetat) und dient zum Verdichten. Auf diese Weise kann keine Feuchtigkeit in das Solarmodulen dringen. Von unten werden die Solarzellen ebenfalls mit einer Schicht aus EVA geschützt. Die abschließende Schicht besteht aus Kunststoff oder Glas und dient der Stabilität des Solarmoduls. 

Die Größe des Solarmoduls ist je nach Hersteller unterschiedlich. Ein einheitliches Maß gibt es nicht. Entscheidend ist dabei die Anzahl der verbauten Solarzellen, üblich sind 60 Zellen. Das entspricht einer Größe von etwa 1,7 Quadratmeter pro Solarmodul. Weitere gängige Größen für Solarmodule sind:

Solarzellen

Solarzellen bestehen aus einer Antireflexionsschicht, drei dünnen Siliziumschichten, einer Rückseite aus Aluminium und zwei Metallkontakten. Die Antireflexionsschicht bildet die oberste Schicht. Sie hat die charakteristische blaue Farbe von Photovoltaik und verhindert, dass Licht zurückgeworfen wird. So wird der Ertrag maximiert. 

Darunter befinden sich die negativ-dotierte Siliziumschicht, die neutrale Grenzschicht und die positiv-dotierte Siliziumschicht. In diesen Schichten findet bei Sonnenlichteinfall die Elektronenbewegung statt. Die zwei Metallkontakte sind jeweils unten und oben angebracht und leiten den Strom aus der Solarzelle zum Wechselrichter. Die Rückseite aus Aluminium dient lediglich dem Schutz. 

Unterkonstruktion

Die PV-Unterkonstruktion ist nichts anderes als ein System aus Aluminium- oder Metallschienen. Sie wird auf dem Dach angebracht, damit die Solarmodule darin eingesetzt werden können. Sie werden mittels Modulklemmen ferner befestigt. 

Wie funktionieren Solarmodule?

Die Funktion von Solarmodulen ist einfach erklärt.

Solarmodule funktionieren, sobald Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft. Die Photonen des Sonnenlichts setzen die Elektronen in den Zellen frei. Diese fangen an sich zu bewegen und es entsteht Gleichstrom. Der Gleichstrom wird zum Wechselrichter geleitet und dort in Wechselstrom umgewandelt. 

Vom Wechselrichter wird der umgewandelte Strom zum Stromzähler und schließlich zum Verbrauchen ins Hausstromnetz oder zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz geleitet. Soll der Strom nicht direkt verbraucht oder eingespeist werden, kann er auch erst in einem Stromspeicher zwischengespeichert werden. 

Welche Arten von Solarmodulen gibt es?

Es gibt drei Arten von Solarmodulen: monokristallin, polykristallin und Dünnschichtmodule.  Am häufigsten kommen kristalline Module zum Einsatz, da ihr Wirkungsgrad höher ist. Dünnschichtmodule werden eher selten im privaten Bereich verbaut. 

Monokristalline Solarmodule 

Monokristalline Solarmodule haben eine dunkle bis schwarzen Farbe. Für die Solarzellen wird reines Silizium verwendet, was ihnen eine gleichmäßige Struktur gibt. Monokristalline Solarmodule besitzen mit bis zu 24 % den höchsten Wirkungsgrad. 

Polykristalline Solarmodule 

Polykristalline Solarmodule sind an ihrer charakteristischen blauen Färbung zu erkennen. Für die Herstellung der Solarzellen werden mehrere Siliziumkristalle verwendet. Dies macht die Herstellung zwar günstiger, sorgt aber auch für einen geringeren Wirkungsgrad von 14 bis 20 %. Polykristalline PV-Module gehören deshalb zu den Mittelklassemodellen. 

Dünnschicht-Solarmodule 

Dünnschicht-Solarmodule bestehen aus amorphem Silizium. Dieses bildet die Solarzellen selbst, indem es einfach auf eine Trägerschicht aus Kunststoff oder Glas aufgedruckt wird. Dünnschicht-Solarmodule sind deshalb extrem dünn, flexibel und wesentlich günstiger als kristalline Solarmodule. Dafür liegt ihr Wirkungsgrad aber auch nur bei knapp 10 - 15 %. 

Amorphe Solarzellen 

Bei Amorphen Solarzellen wird kein kristallines Silizium verwendet. Dadurch besitzen sie eine ungeordnete Struktur. Die Bezeichnung „amorph“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie „gestaltlos“, was hier auch mit „nicht kristallin“ gleichgesetzt werden kann.

Was ist der Wirkungsgrad von Solarmodulen?

Der Wirkungsgrad von Solarmodulen gibt an, wie viel Prozent der auf die Solarzelle fallenden Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Er ist ein Indikator für die Effizienz der Solarmodule. Der Wirkungsgrad hängt vom Typ der verbauten Solarzellen und der eingesetzten Technologie ab. 

Welche Solarmodule haben den höchsten Wirkungsgrad?

Monokristalline Solarmodule erreichen mit bis zu 24 % den höchsten Wirkungsgrad. Dieser Wert bezieht sich jedoch auf ideale Laborbedingungen (STC). Faktoren wie die Sonneneinstrahlung, der Aufstellungsort und die Ausrichtung haben alle Einfluss auf den Wirkungsgrad. 

STC steht für Standard Test Conditions und bezieht sich auf die Bedingungen, unter denen die Leistung von Solarmodulen gemessen wird. Diese Bedingungen umfassen eine Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m², eine Lufttemperatur von 25 °C und einen Winkel von 45 Grad zwischen Sonnenstrahlen und Modulfläche. Diese Standardbedingungen dienen als Vergleichsbasis für die Leistung von verschiedenen Solarmodulen.

Technologien wie die PERC- oder die HJT-Technologie, aber auch die Anwendung von Halbzellen oder Schindel-Modulen erhöhen den Wirkungsgrad. Mehr dazu im folgenden Abschnitt. 

Solarmodul-Technologien

Neben der Art der Solarzellen hat auch der Einsatz verschiedener Solarmodul-Technologien Auswirkung auf den Wirkungsgrad, die Leistung und den Preis. 

PERC-Solarmodule 

Die Bezeichnung PERC steht für Passivated Emitter and Rear Cell, zu Deutsch: „eine Zelle mit passivierter Emissionselektrode und Rückseite“. Bei Standard-Solarzellen geht immer ein ungenutzter Teil der Sonnenstrahlen durch die Zellen. Dank der PERC-Technologie werden diese Strahlen durch die Rückseitenschicht reflektiert und zurück in die Zellen geworfen. Die Effizienz von PERC-Solarzellen ist deshalb höher.

HJT-Solarmodule

Die Bezeichnung HJT steht für Heterojunction, zu Deutsch Heteroübergang. HJT-Solarzellen sind eine Kombination aus kristallinen Solarzellen und Dünnschichtzellen. Ein monokristalliner Siliziumwafer hat jeweils auf der Vorder- und Rückseite eine aufgedampfte Schicht aus amorphem Silizium. So kann ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts genutzt werden, was die Effizienz der PV-Module erhöht. 

Schindel-Solarmodule

Bei Schindel-Solarmodulen wird eine normale Solarzelle in fünf bis sechs Streifen geschnitten. Diese Streifen werden überlappt und mit einem leitfähigen Kleber zusammengeklebt. Das Ganze sieht dann wie Dachziegel auch - daher auch der Name Schindel-Module. Schindel-Solarmodule bestehen daher nicht aus 60, sondern aus 300 bis 400 einzelnen Solarzellen. 

Glas-Glas-Solarmodule 

Anders als die herkömmlichen Glas-Folie-Module haben Glas-Glas-Module nicht nur auf der Vorderseite eine Glasschicht, sondern auch auf der Rückseite befindet sich Glas anstelle der üblichen Kunststoffschicht. Hierdurch sind die Module nicht nur besser geschützt, sondern erzielen auch eine Semi-Transparenz. Glas-Glas-Module werden deshalb häufig auch als transparente Solarmodule bezeichnet. 

Welche Leistung haben Solarmodule?

Solarmodule haben im Durchschnitt eine Leistung von 200 bis 4000 Wp. Wp steht für Watt Peak und beschreibt die maximale Leistung des Solarmoduls unter idealen Bedingungen.

Die meisten privaten PV-Anlagen haben in Deutschland eine Leistung zwischen 5 und 10 kWp. Um beispielsweise eine Photovoltaik-Leistung von 10 kWp zu erreichen, benötigt man folgende Anzahl an Solarmodulen: 

Wie werden Solarmodule befestigt?

Die Befestigung der Solarmodule hängt von der Montageart ab. 

Bei der Aufdach-Montage werden die PV-Module mittels Aluminium-Schienen auf das Hausdach aufgesetzt. Dies ist auch die häufigste Montageart für private Photovoltaikanlagen.

Bei der Indach-Montage wird die Dacheindeckung durch die Solarmodule ersetzt. Die PV-Module werden direkt in die Dachhaut integriert und mit den Dachbalken verschraubt. Eine Indach-Montage bietet auf diese Weise ein harmonisches und ästhetisches Gesamtbild.  

Sollen die Solarmodule auf einem Flachdach befestigt werden, muss eine Aufständerung erstellt werden. Das Gestell zur Aufständerung wird entweder mit Gewichten beschwert oder direkt in die Dachbalken geschraubt. Dies ist notwendig, damit die aufgeständerten Module der Windlast standhalten können. 

Was kosten Solarmodule?

Die Kosten für Solarmodule liegen zwischen 120 und 340 €. Dabei kommt es auf die Art der Solarzellen und ihre Leistung an. Monokristalline Solarmodule kosten im Schnitt rund 200 - 340 €. Polykristalline Module liegen bei 150 - 250 € und Dünnschichtmodule bei 120 - 220 €.

Welche Hersteller von Solarmodulen gibt es?

Auf dem deutschen Markt gibt es eine ganze Reihe guter Hersteller für Solarmodule. Die größeren nationalen und internationalen Herstellern weltweit finden Sie in unserer Tabelle. 

*Die Reihenfolge der Übersicht ist willkürlich und unterliegt keinem Ranking.

Was sind die besten Solarmodule: Test und Vergleich

Wir haben zahlreiche Hersteller von Solarmodulen für Sie genauer getestet und verglichen. Das komplette Ergebnis finden Sie in unserem großen Solarmodul-Test. 

Wie werden Solarmodule entsorgt?

Solarmodule von Privatpersonen können kostenlos auf dem örtlichen Wertstoffhof entsorgt werden. Dort können Sie direkt bis zu 40 Module abgeben. Bei einer größeren Stückzahl müssen Sie eine Abholung der Module mit PV-Cycle vereinbaren. Einige Kommunen bieten jährlich sogar eine kostenlose Abholung an. Die Demontage müssen Sie jedoch selbst übernehmen oder eine Firma beauftragen. 

Die Lebensdauer von kristallinen Solarmodulen beträgt mittlerweile bis zu 40 Jahre. Bei Dünnschichtmodulen sind es in der Regel 20 bis 25 Jahre. Die Herstellergarantie fällt meistens in den Bereich 20 bis 25 Jahre. 

Mehr zur Lebensdauer der einzelnen PV-Komponenten erfahren Sie hier: Lebensdauer Solaranlage: Wie lange hält Photovoltaik und Co.? 

Solarmodule kaufen: darauf sollten Sie achten

Bevor Sie Solarmodule oder gar eine ganze PV-Anlage kaufen, sollten Sie einiges beachten. 

Die richtige Dimensionierung

Die Größe Ihrer eigenen Solaranlage sollte an Ihren Stromverbrauch angepasst sein. So wird sichergestellt, dass die Investitionskosten nicht zu hoch sind und sich auch rentieren. 

Die optimale Größe für Ihre Photovoltaik berechnen: Photovoltaik-Leistung berechnen: kWh & kWp + optimale Größe

Die Ausrichtung und Neigung des Daches

Ausrichtung und Neigung des Hausdaches spielen eine große Rolle bei der Berechnung des Solaren-Ertrags. Eine Süd-Ausrichtung erzielt beispielsweise einen höheren PV-Ertrag als eine Ost-West-Ausrichtung. Dafür hält die Stromproduktion bei der Ost-West-Ausrichtung länger an. 

Die Solarmodul-Leistung

Ein PV-Modul mit einer hohen Leistung klingt erstmal klasse, doch brauchen Sie wirklich Hochleistungsmodule? Sie sind deutlich teurer als Mittelklassenmodule. Haben Sie ausreichend Platz auf dem Dach, können Sie auch mehrere günstigere Module verwenden, um den gleichen Stromertrag zu produzieren. Lassen Sie sich hier am besten von einem Fachmann beraten. 

Fazit 

Solarmodule auf dem eigenen Hausdach ist mittlerweile mehr als ein Trend. Sie versorgen Ihr Haushalt mit umweltfreundlichen und sauberen Solarstrom. Zudem ist der Preis für Solarmodule in den vergangenen Jahren stark gesunken, was sie für Privathaushalte wirtschaftlich und attraktiv macht. 

Wichtig ist, dass sie nur von einem Fachmann montiert werden. Eine falsche Installation ist gehört zu den häufigsten Störursachen einer Photovoltaikanlage. Wenn Sie einen qualifizierten und geprüften Fachbetrieb suchen, dann können wir Sie dabei unterstützen. Füllen Sie das untere Formular aus und wir verbinden Sie mit bis zu fünf Fachfirmen für Photovoltaik aus Ihrer Region - kostenlos und unverbindlich. Vergleichen Sie die Angebote und sparen dabei bis zu 30 %!