Wie werden Solarmodule hergestellt?

Solarzellen werden aus kristallinem Silizium hergestellt, das geschmolzen und mit Gallium oder Bor gemischt wird, um Wafer, so genannte Siliziumblöcke, zu bilden. Anschließend wird dem Silizium Phosphor zugesetzt, der zusammen mit Gallium oder Bor dem Silizium seine elektrische Leistungsfähigkeit verleiht. Monokristalline Solarmodule werden aus einem großen Siliziumblock hergestellt und in Form von Siliziumwafern produziert. Bei der Herstellung werden einzelne Siliziumscheiben geschnitten, die auf ein Solarmodul aufgeklebt werden können.

Monokristalline Siliziumzellen haben einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline oder amorphe Solarzellen. Die Herstellung einzelner monokristalliner Wafer ist arbeitsintensiver und folglich auch teurer als die von polykristallinen Zellen. Monokristalline Zellen haben eine ausgeprägte schwarze Ästhetik und werden oft mit dem eleganten Aussehen der Premium-Module von SunPower in Verbindung gebracht. Alles beginnt mit dem Rohstoff, der in unserem Fall Sand ist.

Die meisten Solarmodule werden aus Silizium hergestellt, dem Hauptbestandteil von natürlichem Strandsand. Die Solarzellen werden miteinander verbunden, indem zwischen jede Zelle ein Metallverbinder gelötet wird, wodurch 48-, 60- oder 72-Zellen-Paneele entstehen. Die Paneele erhalten dann ihre Schutzschicht aus einer Rückwand, EVA-Folie, gehärtetem Glas und einem Aluminiumrahmen. Die Anschlussdose wird hinzugefügt, um das Paneel mit dem Modul zu verbinden, damit der Strom vom Paneel zum Haus fließen kann.

Zunächst einmal verwenden fast alle Photovoltaikmodule (PV-Module) kristalline Siliziumscheiben als Hauptbestandteil. Silizium wird zur Herstellung von Halbleitern für etwa 95 % aller heute auf dem Markt befindlichen Solarmodule verwendet, während die übrigen 5 % experimentelle und in der Entwicklung befindliche Technologien wie organische Photovoltaikzellen nutzen. Der erste Schritt bei der Herstellung eines Solarmoduls besteht also darin, das Rohmaterial für die Herstellung einer dünnen Schicht von Siliziumzellen zu finden. Wir arbeiten auch mit unseren Kunden zusammen, um ihnen zu helfen, ihre Solarmodule zu besitzen, anstatt sie zu mieten, da dies die größten Einsparungen für sie bedeutet.

Schließlich werden aus amorphen Siliziumzellen flexible Materialien für Solarmodule hergestellt, die häufig in Dünnschicht-Solarmodulen verwendet werden. Solarmodule selbst können jahrzehntelang ohne große Wartung auskommen – und da sich ihre Teile nicht so leicht abnutzen, sind PV-Module dafür bekannt, dass sie auch weit über ihre oft lange Garantiezeit hinaus sauberen Strom produzieren, wenn auch manchmal mit etwas geringerer Effizienz, wenn die Jahre vergehen. Zusätzlich zu den Solarzellen selbst enthält ein Standard-Solarmodul ein Glasgehäuse an der Vorderseite des Moduls, um die Haltbarkeit und den Schutz der Silizium-PV zu gewährleisten. Der Metallrahmen eines Solarmoduls ist aus vielen Gründen nützlich: Er schützt vor schlechtem Wetter oder anderen gefährlichen Szenarien und hilft bei der Montage des Solarmoduls im gewünschten Winkel.

Diese Funktion ist wichtig für Zeiten, in denen ein Solarmodul keinen Strom produziert, da das Modul stattdessen versucht, Energie zu verbrauchen. Die meisten Menschen haben diesen Trend zu sauberer Energie schon beobachtet: Sie haben gesehen, wie ihre Nachbarn Solarmodule gekauft haben, sie haben Solaranlagen auf dem Dach eines örtlichen Unternehmens gesehen oder sind sogar an einem großen Solarpark vorbeigefahren. Die gefährlichen Materialien, die manchmal im Zusammenhang mit Solarmodulen diskutiert werden, sind sicher in den Modulen selbst enthalten und stellen nur dann ein Problem dar, wenn es darum geht, wie diese Module entsorgt oder recycelt werden sollen. Die Miete von Solarmodulen bedeutet, dass diese Vorteile dem Unternehmen zugute kommen, das sie installiert hat, und nicht dem Kunden, der das Solarsystem nutzt.

Sobald ein Solarmodul am Haus eines Kunden installiert ist, kann er sich auf Jahrzehnte nützlicher Energie freuen, die seinen Stromverbrauch ausgleicht, Geld spart und im Falle einer Überproduktion sogar gewinnbringend an das Stromnetz zurückverkauft werden kann, je nachdem, wie das öffentliche Versorgungsunternehmen diesen Überschuss in seinem Land abrechnet. Die großen schwarzen Solarpaneele, die Sie auf Häusern und Unternehmen sehen, bestehen aus einer Reihe von Solarzellen (oder photovoltaischen Zellen) aus Silizium-Halbleitern, die Sonnenlicht absorbieren und elektrischen Strom erzeugen. Wenn Sie ein Heimwerker sind und sich für die Materialien von Solarmodulen interessieren, möchten Sie vielleicht sogar eine hypothetische „Zutatenliste“, um ein solches Modul selbst herzustellen. In den letzten 60 Jahren wurde diese Schichttechnik perfektioniert, und heute können Solarmodule über 25 Jahre lang effizient Strom erzeugen.

Literatur:

• How are solar panels made anyway? | Climate Reality