Einführung

Monokristallines Silizium ist ein in der Photovoltaik häufig genutzter Begriff und bezeichnet eine spezielle Form des Siliziums, das in Solarzellen verwendet wird.

Am Anfang der Solarenergie stand die Entwicklung von monokristallinem Silizium. Es ist der älteste Werkstoff in der Photovoltaik-Technologie und punktet durch seine hohe Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Der Name ´Monokristallin´ kommt daher, dass das Silizium in einem einzigen, ununterbrochenen Kristallgitter angeordnet ist.

Herstellung von monokristallinem Silizium

Die Herstellung von monokristallinem Silizium ist ein aufwendiger Prozess. Ausgangsmaterial ist metallurgisches Silizium, welches in einem ersten Schritt zu polykristallinem Silizium verarbeitet wird. Dieses wird in einem Ofen bei etwa 1500 Grad Celsius geschmolzen. Ein kleiner Kristallkeim wird in das geschmolzene Silizium eingetaucht und langsam wieder herausgezogen. Durch das Abkühlen bildet sich ein großer, zylindrischer Kristall, das sogenannte Einkristallziehen.

Einsatz in Solarzellen

Monokristalline Solarzellen sind an ihrer einheitlich dunkelblauen oder schwarzen Färbung, sowie meist an den abgeschrägten Ecken zu erkennen. Das kommt daher, weil die zylindrischen Kristalle in quadratische Zellen zersägt werden.

• Effizienz: Monokristalline Zellen haben mit Wirkungsgraden von bis zu 24% die höchste Effizienz aller Solarzellarten. Grund ist die Verwendung des reinen Siliziums und die kontinuierliche Kristallstruktur, die den Elektronenfluss erleichtert.
• Preis: Aufgrund des aufwendigen Herstellungsprozesses und des hohen Materialverbrauchs sind monokristalline Module in der Anschaffung teurer als ihre polykristallinen Pendants.
• Lebensdauer: Monokristalline Solarzellen zeigen ein sehr gutes Alterungsverhalten und eine hohe Lebensdauer. Es ist nicht unüblich, dass Module nach 25 Jahren noch über 80% ihrer ursprünglichen Leistungsfähigkeit besitzen.

Fazit

Monokristallines Silizium ist ein hochleistungsfähiges Material für die Herstellung von Solarzellen. Zwar sind die Kosten höher als bei anderen Typen, doch aufgrund ihrer hohen Effizienz und langen Lebensdauer bieten sie einen attraktiven Return on Investment für Solaranlagen. In Bereichen mit begrenzter Platzverfügbarkeit für Solarpanels, wie zum Beispiel auf Dächern, ist monokristallines Silizium oft die bevorzugte Wahl.