PERC-Solarzellen, die Abkürzung steht für “Passivated Emitter and Rear Cell”, sind heutzutage in den meisten modernen Solarmodulen zu finden. Sie zeichnen sich durch einen höheren Wirkungsgrad aus, was zu einer effizienteren Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie führt. Dank dieser Technologie können PERC-Solarzellen mehr Strom aus der gleichen Fläche erzeugen als herkömmliche Solarzellen.
Der Hauptgrund für den höheren Wirkungsgrad liegt in der speziellen Rückseitenbeschichtung der PERC-Zellen. Diese Beschichtung ermöglicht es, auch langwellige Lichtstrahlen aus dem roten Spektrum des Sonnenlichts effektiv zu absorbieren und in Strom umzuwandeln. Herkömmliche Solarzellen lassen einen Teil dieser Lichtstrahlen ungenutzt hindurch.
Aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit haben sich PERC-Solarzellen in den letzten Jahren schnell auf dem Markt durchgesetzt und sind heute in den meisten neu installierten Solarmodulen zu finden. Die Vorteile der höheren Energieausbeute machen PERC-Zellen für viele Anwendungen attraktiv.
Was bedeutet PERC?
PERC ist die Abkürzung für “Passivated Emitter and Reverse Cell”. Im Deutschen bedeutet das in etwa “Zelle mit passivierter Emissionsschicht und Rückseite”.
PERC-Solarzellen haben eine spezielle Beschichtung auf der Rückseite der Zelle, die dafür sorgt, dass mehr Licht absorbiert und in Strom umgewandelt wird. Diese Beschichtung ist eine Besonderheit der PERC-Technologie.
Durch diese Beschichtung können PERC-Solarzellen mehr Licht absorbieren und in Strom umwandeln. Das führt zu einem höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Solarzellen. PERC-Solarzellen können auf diese Weise mehr Licht in Strom umwandeln und daher mehr Energie produzieren.
PERC steht für “Passivated Emitter and Reverse Cell” und ist eine Technologie, die sich auf die Rückseitenbeschichtung der Solarzellen konzentriert. Diese spezielle Beschichtung führt zu einem höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Licht in Strom.
Funktionsweise von PERC-Solarzellen
Bei PERC-Solarzellen wird sowohl die Vorder- als auch die Rückseite der Zelle mit einer speziellen Passivierungsschicht versehen. Diese Schicht reduziert die Reflexion des einfallenden Sonnenlichts und ermöglicht es der Zelle, mehr Licht zu absorbieren.
Die Passivierung der Rückseite spielt dabei eine besonders wichtige Rolle. Herkömmliche Solarzellen können die langwelligen roten Anteile des Sonnenlichts oft nicht effizient nutzen, da diese Strahlung die Zelle ungehindert durchdringt. Die Rückseitenpassivierung der PERC-Zellen hingegen fängt diese langwelligen roten Strahlen ab und wandelt sie in elektrische Energie um.
Durch die verbesserte Absorption des gesamten Lichtspektrums können PERC-Zellen deutlich mehr Sonnenlicht in Strom umwandeln als konventionelle Solarzellen. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad und letztendlich zu höheren Energieerträgen.
Vorteile von PERC-Zellen
Höhere Erträge in den Morgen- und Abendstunden
Während der Mittagszeit ist der Anteil an kurzwelligem, blauem Licht am höchsten. In den Morgen- und Abendstunden hingegen dominiert langwelliges, rotes Licht. Dank der Rückseitenpassivierung können PERC-Zellen dieses rote Licht effizienter in Strom umwandeln. Daher erzielen sie gerade in diesen Zeiträumen deutlich höhere Erträge als herkömmliche Solarzellen.
Konstante Zelltemperatur für optimalen Wirkungsgrad
Ein Teil des in die PERC-Zelle absorbierten Sonnenlichts wird von der Rückseitenpassivierung zurück in die Zelle reflektiert anstatt sie ungenutzt zu durchdringen. Dadurch heizt sich das Zellinnere weniger stark auf. Da die Leistung von Solarzellen mit steigender Temperatur abnimmt, sorgt die konstante Kühlung der PERC-Zellen für einen höheren Wirkungsgrad.
Einsatz mit bifazialen Modulen möglich
Bifaziale Solarmodule können das einfallende Licht sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite zur Stromerzeugung nutzen. Dank ihrer passivierten Rückseite können PERC-Zellen nicht nur das im Modul reflektierte Licht aufnehmen, sondern auch das Licht, das direkt auf die Modulrückseite trifft. Somit sind PERC-Zellen bestens für den Einsatz in bifazialen Modulen geeignet.
Nachteile von PERC-Zellen
Trotz ihrer Vorteile haben PERC-Solarzellen auch einige Nachteile, die man beachten sollte:
Schnellere Anfangsdegradation: Im Vergleich zu anderen Zelltypen zeigen PERC-Zellen unmittelbar nach der Installation eine erhöhte Anfangsdegradation von etwa -1%. Dies liegt daran, dass das in den PERC-Zellen verwendete Bor mit dem Sauerstoff reagiert.
Laufende Degradation: Nach der Anfangsdegradation verläuft die Leistungsminderung in einem üblichen Bereich von etwa -0,5% pro Jahr. Dieser Wert ist vergleichbar mit anderen Solarzelltypen.
Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen: Das in PERC-Zellen verwendete Bor ist empfindlicher gegenüber metallischen Verunreinigungen, die während des Produktionsprozesses auftreten können. Dies kann die Leistung und Lebensdauer der Zellen beeinträchtigen.
Wann lohnen sich PERC-Zellen?
Aufgrund ihres höheren Wirkungsgrads sind PERC-Zellen besonders für Ost-West-Dächer geeignet. Da sie das langwellige Licht in den Morgen- und Abendstunden effizient nutzen können, erzielen sie hier deutlich höhere Erträge als herkömmliche Solarzellen.
Auch auf begrenzten Dachflächen bringen PERC-Zellen Vorteile, da ihr höherer Wirkungsgrad von rund 2,5% im Vergleich zu ihren Vorgängern, den BSF-Zellen, mehr Ertrag pro Fläche ermöglicht. Mittlerweile haben PERC-Zellen die BSF-Technologie weitgehend vom Markt verdrängt.
Insgesamt erreichen PERC-Zellen einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von etwa 25%. Aufgrund dieser deutlichen Effizienzsteigerung lohnt sich ihr Einsatz in den meisten Fällen gegenüber den älteren Zelltypen.
Zukunft und Entwicklungen
Die Photovoltaik-Branche entwickelt sich ständig weiter, daher ist es unwahrscheinlich, dass PERC-Zellen in Zukunft die einzige Technologie sein werden. Bereits heute gibt es eine Reihe verschiedener Solarzellen und Solarmodule auf dem Markt. Eine relativ neue Alternative sind die sogenannten TOPCon-Solarzellen, die vom Fraunhofer-Institut entwickelt wurden. Bei TOPCon-Zellen befinden sich die Rückseitenkontakte auf der Oberseite der Solarzelle. Auf diese Weise haben die elektrischen Kontakte keinen direkten Kontakt mit der Siliziumschicht, was zu einem höheren Wirkungsgrad und gleichzeitig zu einer geringeren Degradation führt. Derzeit ist die Produktion von TOPCon-Zellen noch sehr aufwändig, aber in naher Zukunft könnte die TOPCon-Technologie zumindest auf Augenhöhe mit PERC-Zellen sein.
Fazit
PERC-Solarzellen sind sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich weit verbreitet und bieten in vielen Fällen höhere Erträge als herkömmliche Solarzellen. Der höhere Wirkungsgrad gleicht die etwas höheren Anschaffungskosten und die stärkere Degradation aus. Dennoch sollten Sie sich vor der Planung Ihrer Photovoltaikanlage professionell beraten lassen. Ein Fachbetrieb kann Ihnen sagen, ob sich PERC-Zellen oder Standard-Zellen für Ihr Dach besser eignen, wie groß die Anlage sein muss und was die Kosten sind. So amortisiert sich Ihre Investition am schnellsten.
James
Gründer von Balkonkraftwerk800W. Seit 2019 spezialisiere ich mich auf das Verfassen zahlreicher Solar-PV-Testberichte, PV-Produktvergleiche und Balkonkraftwerk-Ratgeber. Ich behalte stets eine objektive und unabhängige Perspektive bei.