Solarmodule Technologien: Von Monokristallin bis Perowskit-Tandem

Die Welt der Solarzellen hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt. Vom klassischen polykristallinen Modul bis zur hochmodernen Perowskit-Tandem-Zelle – jede Technologie hat ihre Stärken und optimalen Einsatzgebiete. Dieser umfassende Guide erklärt den Aufbau, die Herstellung und die Eigenschaften aller relevanten Solarzellen-Technologien.

Vergleichstabelle aller Technologien

Stand: Januar 2026 | Quellen: Fraunhofer ISE, NREL Best Research-Cell Efficiencies

Technologie↕	Typ↕	Kommerz. η↕	Labor-Rekord↕	Temp.-Koeff.↕	Marktanteil↕
Mono PERC	Kristallin	21.5%	24.1%	-0,35 %/°C	55%
Mono TOPCon	Kristallin	22.5%	26.4%	-0,30 %/°C	25%
Mono HJT	Kristallin	22.8%	26.8%	-0,26 %/°C	5%
Mono IBC	Kristallin	23%	26.7%	-0,29 %/°C	2%
Polykristallin	Kristallin	17%	23.3%	-0,40 %/°C	5%
CdTe (Dünnschicht)	Dünnschicht	18.5%	22.1%	-0,25 %/°C	4%
CIGS (Dünnschicht)	Dünnschicht	16.5%	23.6%	-0,32 %/°C	1%
Perowskit	Emerging	0%	26.1%	variabel	0%
Pero/Si-Tandem	Emerging	0%	33.9%	variabel	0%

Zellaufbau im Querschnitt

Der innere Aufbau einer Solarzelle unterscheidet sich je nach Technologie grundlegend. Das folgende interaktive Diagramm zeigt die Schichtstruktur der wichtigsten Zelltypen.

Zellaufbau im Querschnitt

Mono PERCTOPConHJT (Heterojunction)Dünnschicht (CdTe)PerowskitPerowskit/Si-Tandem

Sonnenlicht ↓

Glas (gehärtet)

n-Emitter

p-Basis (Mono-Si)

Aluminium-Rückkontakt

Backsheet

Schichten von oben nach unten:

Glas (gehärtet)

Schutz vor Witterung, >90% Lichtdurchlass

EVA-Folie

Einbettung und UV-Schutz

Antireflexschicht (SiNx)

Minimiert Reflexionsverluste auf <2%

n-Emitter

Phosphor-dotierte Schicht (n-Typ)

p-Basis (Mono-Si)

Bor-dotierter Monokristall-Wafer, ~170 µm

PERC-Passivierung (Al₂O₃)

Rückseitenpassivierung reduziert Rekombination

Aluminium-Rückkontakt

Lokale Kontaktöffnungen (LBSF)

Backsheet

Feuchtigkeitsschutz (TPT oder Glas)

Klicken Sie auf eine Schicht für Details. Maßstab nicht proportional.

Kristalline Silizium-Technologien

Kristalline Siliziumzellen bilden mit über 95% Marktanteil das Rückgrat der Photovoltaik. Sie basieren auf hochreinem Silizium, das in Wafer geschnitten und zu Zellen verarbeitet wird.

Monokristallin PERC

PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) ist die seit 2019 dominierende Technologie und bildet die Basis für die meisten heute verkauften Module.

Herstellungsprozess:

1. Czochralski-Verfahren: Einkristall-Silizium wird aus der Schmelze gezogen
2. Wafer werden auf ~170 µm gesägt (Diamond Wire Cutting)
3. Texturierung der Oberfläche (Pyramidenstruktur)
4. Phosphor-Diffusion zur Bildung des p-n-Übergangs
5. PECVD-Abscheidung der Antireflexschicht (SiNx)
6. Al₂O₃-Rückseitenpassivierung (das PERC-spezifische Feature)
7. Laser-Kontaktöffnung auf der Rückseite
8. Siebdruck der Silber-Frontkontakte und Aluminium-Rückkontakte

Anwendungsgebiete: Privathäuser, kleine Gewerbe, Balkonkraftwerke. PERC eignet sich für nahezu jede Standardinstallation und bleibt 2026 eine solide Wahl.

Hersteller-Beispiele: JA Solar (DeepBlue 3.0), Trina Solar (Vertex S), Canadian Solar (HiKu), Risen Energy

Monokristallin TOPCon

TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) ist die Nachfolgetechnologie von PERC und wird seit 2024 in großen Stückzahlen produziert.

Herstellungsprozess:

1. Identisch mit PERC bis zur Wafer-Herstellung (n-Typ statt p-Typ Silizium)
2. Bor-Diffusion für den p-Emitter (Frontseite)
3. Ultra-dünnes Tunneloxid (~1,5 nm SiO₂) auf der Rückseite
4. Poly-Si Abscheidung durch LPCVD als Rückkontakt
5. Phosphor-Dotierung der Poly-Si-Schicht
6. Standard-Passivierung und Metallisierung

Der entscheidende Unterschied zu PERC: Die Tunneloxid/Poly-Si-Struktur auf der Rückseite reduziert die Rekombination an der Oberfläche dramatisch.

Anwendungsgebiete: Wohngebäude, Gewerbe, Großanlagen. TOPCon wird PERC als Standardtechnologie ablösen.

Hersteller-Beispiele: LONGi (Hi-MO 7), Jinko Solar (Tiger Neo), JA Solar (DeepBlue 4.0), Trina Solar (Vertex S+)

Heterojunction (HJT)

HJT (Heterojunction Technology) kombiniert kristallines und amorphes Silizium in einer Zelle und erreicht damit außergewöhnliche Eigenschaften.

Herstellungsprozess:

1. n-Typ Wafer Herstellung und Reinigung
2. Beidseitige Abscheidung von amorphem Silizium (a-Si:H):
   • Intrinsische Schicht (i) als Passivierung (~5 nm)
   • Dotierte Schicht (p oder n) als Emitter/BSF (~10 nm)
3. Transparente leitfähige Oxide (ITO) auf beiden Seiten
4. Niedrigtemperatur-Prozess (<200°C, versus >800°C bei PERC/TOPCon)
5. Kupfer- oder Silber-Metallisierung

Anwendungsgebiete: Premium-Dachanlagen, Agri-PV (bifazial), Großanlagen in heißen Klimazonen.

Hersteller-Beispiele: Meyer Burger (Made in Germany), REC (Alpha Pure R), Huasun, Maxwell

Polykristallin

Polykristalline (oder multikristalline) Zellen bestehen aus vielen kleinen Siliziumkristallen statt einem einzigen Einkristall.

Herstellungsprozess:

1. Block-Casting: Silizium wird in eine Form gegossen und kontrolliert abgekühlt
2. Durch die Erstarrung bilden sich viele Kristallite (sichtbar als „Eisblumen”-Muster)
3. Weitere Schritte ähnlich PERC, jedoch mit einfacherer Passivierung

Anwendungsgebiete: Großflächige Freilandanlagen in Entwicklungsländern, Restbestände.

Hersteller-Beispiele: Kaum noch relevante Hersteller im DACH-Markt; vereinzelt im asiatischen Markt.

Dünnschicht-Technologien

Dünnschichtmodule bestehen aus dünnen Halbleiterschichten (wenige Mikrometer), die auf ein Substrat aufgebracht werden. Sie benötigen deutlich weniger Material als kristalline Zellen.

CdTe (Cadmiumtellurid)

CdTe ist die erfolgreichste Dünnschichttechnologie und wird fast ausschließlich von First Solar hergestellt.

Herstellungsprozess:

1. Superstrat-Konfiguration: Glassubstrat als Lichteintrittsfläche
2. Sputtern des TCO-Frontkontakts (SnO₂:F)
3. Chemische Badabscheidung der CdS-Pufferschicht
4. Thermische Verdampfung der CdTe-Absorberschicht (~3–5 µm)
5. CdCl₂-Aktivierung (verbessert Korngrenzeneigenschaften)
6. Rückkontakt-Abscheidung

Anwendungsgebiete: Große Freiflächenanlagen, Solarparks weltweit.

Hersteller: First Solar (Series 7, CdTe)

CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Selenid)

CIGS (Cu(In,Ga)Se₂) ist die vielseitigste Dünnschichttechnologie mit dem höchsten Laborwirkungsgrad unter den Dünnschichtmaterialien.

Anwendungsgebiete: Gebäudeintegration (Fassaden, Dachziegel), Spezialanwendungen.

Hersteller-Beispiele: Manz AG, Solibro, Avancis

Emerging-Technologien

Perowskit-Solarzellen

Perowskit-Solarzellen gelten als die vielversprechendste Neuentwicklung der PV-Forschung. Der Name bezieht sich auf die Kristallstruktur ABX₃ (z.B. Methylammonium-Blei-Iodid, CH₃NH₃PbI₃).

Herstellungsprozess:

1. Lösungsbasierte Abscheidung (kostengünstig, niedrige Temperaturen)
2. Alternativ: Vakuum-Verdampfung für homogenere Schichten
3. Schichtdicke der aktiven Schicht nur ~300–500 nm
4. Gesamte Zelle kann in wenigen Stunden hergestellt werden

Perowskit/Silizium-Tandem

Tandem-Zellen kombinieren zwei verschiedene Halbleitermaterialien, um einen breiteren Teil des Sonnenspektrums zu nutzen. Die vielversprechendste Kombination: Perowskit (Top-Zelle) absorbiert kurzwelliges Licht, Silizium (Bottom-Zelle) absorbiert den langwelligen Rest.

Warum Tandem so vielversprechend ist:

Perowskit/Si Tandem43 %

Triple-Junction49 %

c-Si (Single Junction)29,4 %

CdTe (Single Junction)32 %

Perowskit (Single)33 %

Shockley-Queisser-Limits für verschiedene Konfigurationen

Forschungsinstitutionen: Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Oxford PV, Fraunhofer ISE, EPFL, LONGi

Wirkungsgrad-Entwicklung im Vergleich

Pero/Si Tandem33,9 %

c-Si IBC26,7 %

c-Si HJT26,8 %

TOPCon26,4 %

Perowskit26,1 %

PERC24,1 %

CIGS23,6 %

Poly-Si23,3 %

CdTe22,1 %

Labor-Rekorde | Quelle: NREL Best Research-Cell Efficiencies Chart, Stand Jan. 2026

Anwendungsgebiete nach Technologie

Anwendung	Empfohlene Technologie	Begründung
Einfamilienhaus (Standard)	TOPCon oder PERC	Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis
Einfamilienhaus (Premium)	HJT oder IBC	Maximaler Ertrag, beste Garantien
Flachdach (bifazial)	HJT	Symmetrischer Aufbau, niedrigster Temp.-Koeffizient
Großer Solarpark	CdTe oder TOPCon	Niedrigster $/Wp bzw. bester Ertrag
Agri-PV	HJT (bifazial)	Lichtdurchlass, Rückseitenertrag
Gebäudefassade (BIPV)	CIGS oder Dünnschicht	Flexible Formate, ästhetisch
Balkonkraftwerk	PERC oder TOPCon	Kompakt, bewährt, günstig
Wohnmobil/Camper	PERC (flexibel)	Leicht, flexibel, günstig

Zukunftsausblick

Kurzfristig (2026–2027)

• TOPCon löst PERC als Standard ab (>50% Marktanteil erwartet)
• HJT wächst im Premium-Segment auf 8–10% Marktanteil
• PERC bleibt verfügbar, aber Preise sinken weiter
• Erste Perowskit-Module in Pilotprojekten

Mittelfristig (2028–2030)

• Perowskit/Si-Tandem erreicht Massenproduktion (>30% Effizienz)
• IBC wird durch TOPCon/HJT-Hybrid-Designs verdrängt
• Polykristallin verschwindet fast vollständig
• Neue Metallisierungsverfahren senken Silberverbrauch

Langfristig (2030+)

• Multi-Junction-Tandem-Zellen mit >35% Effizienz
• Bleifreie Perowskite (Zinn-basiert) lösen Toxizitätsproblem
• Flexible, druckbare Solarzellen für neue Anwendungsfelder
• Integration in Fenster, Fahrzeuge, Textilien

Hersteller-Übersicht 2026

Premium-Segment

Hersteller	Technologie	Spitzenprodukt	η (Modul)	Besonderheit
Maxeon	IBC	Maxeon 7	23,0%	40 Jahre Garantie
Meyer Burger	HJT	White HJT	22,0%	Made in Germany
REC	HJT	Alpha Pure R	22,3%	Bleifreie Zellen
SunPower	IBC/HJT	Performance 7	22,8%	All-Black Design

Mainstream-Segment

Hersteller	Technologie	Spitzenprodukt	η (Modul)	Besonderheit
LONGi	TOPCon	Hi-MO 7	22,5%	Größter Hersteller weltweit
Jinko Solar	TOPCon	Tiger Neo	22,3%	Marktführer Module
JA Solar	TOPCon	DeepBlue 4.0	22,0%	Preis-Leistung
Trina Solar	TOPCon	Vertex S+	22,2%	Kompaktformat
Canadian Solar	TOPCon	TOPBiHiKu7	21,8%	Bifazial

Dünnschicht

Hersteller	Technologie	Spitzenprodukt	η (Modul)	Besonderheit
First Solar	CdTe	Series 7	18,5%	Einziger großer CdTe-Hersteller
Avancis	CIGS	PowerMax	16,5%	BIPV-Spezialist

Häufige Fragen zu Modultechnologien

Was ist der Unterschied zwischen Monokristallin und Polykristallin?

Monokristallin: Besteht aus einem einzigen Siliziumkristall. Die gleichmäßige Kristallstruktur ermöglicht höhere Wirkungsgrade (19–23%). Erkennbar an der gleichmäßig dunklen Oberfläche.

Polykristallin: Besteht aus vielen kleinen Kristallen. Die Korngrenzen zwischen den Kristallen verursachen Rekombinationsverluste und reduzieren die Effizienz auf 15–17%. Erkennbar am bläulichen „Eisblumen”-Muster.

2026 gibt es kaum noch Gründe für Polykristallin – der Preisunterschied zu Monokristallin ist minimal geworden.

Was bedeuten PERC, TOPCon und HJT?

• PERC (Passivated Emitter and Rear Cell): Rückseitenpassivierung mit Al₂O₃ reduziert Rekombination. Seit 2019 Standard.
• TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact): Ultra-dünnes Tunneloxid + Poly-Si auf der Rückseite. Noch bessere Passivierung als PERC. Der neue Standard.
• HJT (Heterojunction Technology): Kombination aus kristallinem und amorphem Silizium. Bester Temperaturkoeffizient, aber teurer.

Alle drei basieren auf monokristallinem Silizium, unterscheiden sich aber im Zelldesign und der Passivierungsstrategie.

Lohnt sich die Investition in teurere Technologie?

Das hängt von Ihrer Situation ab:

• Wenig Dachfläche: Ja – höherer Wirkungsgrad = mehr kWp auf gleicher Fläche
• Heißer Standort: Ja – niedriger Temperaturkoeffizient (HJT) bringt 3–5% mehr Jahresertrag
• Große Fläche vorhanden: Eher nein – günstigere Module mit mehr Fläche sind wirtschaftlicher
• 30+ Jahre Nutzung geplant: Ja – bessere Module degradieren langsamer

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Wann kommen Perowskit-Module auf den Markt?

Realistischer Zeitplan:

• 2026–2027: Erste Pilot-Installationen (Oxford PV, CubicPV)
• 2028–2029: Begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit (als Tandem)
• 2030+: Breitere Marktdurchdringung

Das Hauptproblem bleibt die Langzeitstabilität: Perowskite degradieren unter realen Bedingungen deutlich schneller als Silizium. Bis verlässliche 25-Jahre-Garantien möglich sind, bleibt Silizium die sichere Wahl.

Sind Dünnschichtmodule für mein Hausdach geeignet?

In der Regel nein für Standard-Hausdächer:

• CdTe-Module (First Solar) sind für Großanlagen konzipiert
• CIGS-Module sind selten und teurer pro kWp
• Der geringere Wirkungsgrad erfordert mehr Fläche

Dünnschicht ist sinnvoll bei:

• Gebäudeintegration (Fassade, Dachziegel)
• Gewölbten oder unregelmäßigen Flächen
• Ästhetischen Anforderungen (einheitliches Erscheinungsbild)

Was ist bifaziale Technologie?

Bifaziale Module nutzen Licht von beiden Seiten – sowohl direkte Sonnenstrahlung von vorne als auch reflektiertes Licht von der Rückseite. Der Mehrertrag beträgt typischerweise 5–25%, abhängig von:

• Albedo des Untergrunds (weiße Dächer, Schnee: bis 25%)
• Aufständerungshöhe (höher = mehr Rückseitenbestrahlung)
• Modulabstand

HJT-Zellen sind ideal für bifaziale Module, da sie symmetrisch aufgebaut sind. TOPCon-Module sind ebenfalls bifazial nutzbar.

Fazit

Die Wahl der richtigen Modultechnologie hängt von Ihren individuellen Anforderungen ab. Für die meisten Anwendungen im DACH-Raum gilt 2026:

1. TOPCon als neue Standardtechnologie – beste Balance aus Effizienz, Preis und Zukunftssicherheit
2. PERC bleibt eine solide Wahl für budgetbewusste Projekte
3. HJT für Premium-Ansprüche und spezielle Anwendungen (Flachdach, heiß)
4. Dünnschicht nur für Großanlagen oder BIPV
5. Perowskit/Tandem ist die Zukunft – aber noch nicht investitionsreif

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Weiterführende Artikel:

• Wirkungsgrad von Solarzellen im Vergleich 2026
• Wie funktioniert Photovoltaik? – Die Physik erklärt
• Geschichte der Photovoltaik
• Der richtige Wechselrichter für Ihre Anlage