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Wirkungsgrad Photovoltaik: Modulvergleich und aktuelle Bestwerte 2025
Der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen bestimmt die Effizienz der Stromerzeugung. Ein umfassender Vergleich aktueller Technologien und ihrer Wirkungsgrade.
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Microsoft Katja (Neural, deutsch)
Der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen ist einer der wichtigsten Kennwerte bei der Auswahl einer Solaranlage. Er gibt an, welcher Anteil der einfallenden Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt wird. Ein höherer Wirkungsgrad bedeutet mehr Strom pro Quadratmeter Modulfläche – und damit entweder mehr Ertrag bei gleicher Fläche oder die gleiche Leistung auf weniger Fläche.
Die Entwicklung des Wirkungsgrads von Photovoltaikmodulen ist eine beeindruckende Erfolgsgeschichte. Als die ersten kommerziellen Solarzellen in den 1950er-Jahren entwickelt wurden, lag ihr Wirkungsgrad bei etwa 6 Prozent. Heute erreichen die besten kommerziell verfügbaren Module Wirkungsgrade von über 23 Prozent – eine Vervierfachung innerhalb weniger Jahrzehnte. Im Labor wurden sogar Werte von über 47 Prozent mit Mehrfachsolarzellen erzielt.
Um die verschiedenen Wirkungsgrade von Photovoltaikmodulen zu verstehen, ist es wichtig, zwischen Zellwirkungsgrad und Modulwirkungsgrad zu unterscheiden. Der Zellwirkungsgrad bezieht sich auf die einzelne Solarzelle und ist in der Regel höher als der Modulwirkungsgrad. Der Modulwirkungsgrad berücksichtigt auch die Verluste, die durch die Verschaltung der Zellen, den Rahmen und die nicht aktive Modulfläche entstehen. Für den Anlagenbetreiber ist der Modulwirkungsgrad die relevante Kenngröße.
Die am weitesten verbreitete Technologie auf dem heutigen Solarmarkt ist die monokristalline PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Contact). PERC-Module erreichen Wirkungsgrade von 20 bis 22 Prozent auf Modulebene. Diese Technologie ist ausgereift, zuverlässig und bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Allerdings nähert sich die PERC-Technologie ihrem theoretischen Limit, weshalb die Industrie zunehmend auf neuere Technologien setzt.
Die TOPCon-Technologie (Tunnel Oxide Passivated Contact) ist der aktuelle Nachfolger von PERC und wird von immer mehr Herstellern eingesetzt. TOPCon-Module erreichen Wirkungsgrade von 21 bis 23 Prozent und bieten neben dem höheren Wirkungsgrad auch eine bessere Temperaturbeständigkeit und geringere Leistungsdegradation. Die Mehrkosten gegenüber PERC-Modulen sind gering, weshalb TOPCon auf dem besten Weg ist, zum neuen Standard zu werden.
Heterojunction-Module (HJT) verbinden kristallines Silizium mit amorphem Silizium und erreichen Wirkungsgrade von 22 bis 24 Prozent. Die HJT-Technologie bietet den besten Temperaturkoeffizienten aller Silizium-Technologien, was bedeutet, dass sie bei hohen Temperaturen weniger Leistung verliert als andere Modultypen. Dies macht HJT-Module besonders attraktiv für Standorte mit hohen Umgebungstemperaturen.
Rückkontakt-Module (IBC – Interdigitated Back Contact) platzieren alle elektrischen Kontakte auf der Rückseite der Zelle, sodass die Vorderseite vollständig für die Lichtabsorption genutzt werden kann. Dies ermöglicht Wirkungsgrade von bis zu 25 Prozent auf Modulebene. IBC-Module sind die effizientesten kommerziell verfügbaren Module, aber auch die teuersten. Sie eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen die Dachfläche begrenzt ist und maximale Leistung pro Quadratmeter gefragt ist.
