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Dünnschichtmodule: Alles was Sie darüber wissen müssen

Ein Dünnschicht-PV-Modul mit Haus im Hintergrund

In Gegensatz zu mono- und polykristallinen Modulen sind Dünnschichtmodule leicht, farbneutral und günstig. Gleichzeitig können Sie aber auf derselben Fläche nur eine geringere Menge Energie erzeugen. 

In diesem Artikel erfahren Sie alles über Dünnschichtmodule und ihre Unterarten. Welche Eigenschaften weisen sie auf? Wie werden sie hergestellt? Und für wen sind Dünnschichtmodule am besten geeignet? 

Was ist ein Dünnschichtmodul?

Ein Dünnchichtmodul mit Fragezeichen

Bei einem Dünnschichtmodul handelt es sich um ein Solarmodul (Solarpanel), in dem eine besondere Art von Solarzellen verbaut ist. Sie unterscheiden sich von den Dickschichtzellen (monokristallin und polykristallin) dadurch, dass sie:

  • weniger wiegen,
  • weniger kosten,
  • weniger Material verbrauchen,
  • einen geringeren Wirkungsgrad aufweisen
  • und mehr Dachfläche in Anspruch nehmen, um dieselbe Leistung zu erbringen.

Dünnschichtmodul ist allerdings nicht gleich Dünnschichtmodul. Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte hat die Forschung verschiedene Varianten auf den Markt gebracht, wovon einige sogar ganz ohne Silizium funktionieren. 

Amorphe Dünnschichtzellen

Ähnlich wie bei der poly- und monokristallinen Zelle wird bei der amorphen Dünnschichtzelle reines Silizium verwendet. Das Silizium wird durch Kathodenbestäubung, Vakuumverdampfen oder CVD Verfahren auf das Trägermaterial aufgetragen. Es handelt sich dabei um eine hauchdünne Silizium-Schicht, die nicht in mono- oder polykristalliner Form, sondern formlos (amorph) auftritt.  

Cadmiumtellurium Dünnschichtzellen (CdTe)

Es handelt sich hierbei um die fortschrittlichste Dünnschichttechnologie, die derzeit auf dem Markt verfügbar ist. Solarzellen aus der Verbindung Cadmiumtellurid haben den geringsten CO2-Abdruck, den geringsten Wasserverbrauch und amortisieren sich energetisch bereits nach wenigen Jahren. Bei der Herstellung wird kein Silizium verwendet, dafür aber Cadmium und Tellurium, die beide als seltene Elemente gelten. 

CIGS-Dünnschichtzellen

Bei den sog. CIGS handelt es sich um ein Verbindungshalbleiter aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Die Zellen sind nur wenige Mikrometer dünn und daher so flexibel, dass sie auf einer runden Fläche angebracht werden können. 

Organische Solarzellen

Diese Art von Dünnschichtzellen basiert ausschließlich auf Werkstoffen der organischen Chemie, also auf Kohlenwasserstoff-Verbindungen bzw. Kunststoffe. Auch wenn hier nur ein vergleichbar niedriger Wirkungsgrad erzielt wird, handelt es sich doch um eine Technologie mit viel Zukunftspotenzial. Die Kosten einer Solarzelle, die auf Kunststoff basiert, sind extrem niedrig. 

Eigenschaften von Dünnschichtzellen

Spezifikationen amorph CIGS CdTe organisch
Wirkungsgrad 5 – 7 % Ca. 17 % Ca. 10 % 3 – 5 %
Modulgröße ca. 1210 x 1008 x 40 mm variabel ca. 1200 x 600 x 6.9 mm variabel
Degradation 25 % in den ersten 1000 Betriebs-stunden 0,5 - 1 % / Jahr 0,5 - 1 % / Jahr noch unerforscht
Farbe blau-schwarz grau- schwarz dunkelblau-schwarz variabel

Was kosten Dünnschicht Solarzellen?

Der Preis von Dünnschicht Solarzellen ist deutlich geringer als der Preis kristalliner Module. Zur besseren Vergleichbarkeit werden im Folgenden die amorphen, CIGS und CdTe Zellen einander gegenübergestellt. Da die organischen Solarzellen im gegenwärtigen Stadium noch nicht als marktreif gelten, werden sie im folgenden Vergleich nicht mit einbezogen.

Zelltyp min. Preis je kWp
amorphe Zellen ca. 400 €
CIGS ca. 700 €
CdTe 550 – 750 €
polykristallin 750 – 1.300 €
monokristallin 1.150 – 1.700 €
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Welche Solarzellen sind für mich geeignet?

Die Auswahl auf dem Solarmarkt ist groß. Heutzutage können Sie zwischen einer Vielzahl von Solarmodulen wählen. Dabei sollten Sie jedoch stets im Blick haben welches Modul für Ihre spezielle Situation am besten geeignet ist.

Dünnschicht oder Dickschicht?

In Privathaushalten werden Dünnschichtmodule deutlich seltener verwendet als in der kommerziellen Solarindustrie. Das liegt nicht zuletzt daran, dass bei einer begrenzt verfügbaren Dachfläche mono- oder polykristalline die bessere Wahl darstellen. Hier sind alle vor und Nachteile auf einen Blick:

Dünnschichtmodule Mono- & polykristalline Module
+ geringe Anschaffungskosten - höhere Anschaffungskosten
+ geringes Gewicht - höheres Gewicht
+ Modulgröße anpassbar (flexibel) - feste Modulgröße und Form
- geringerer Wirkungsgrad + hoher Wirkungsgrad
- hoher Platzbedarf + geringerer Platzbedarf
- nicht als Mietmodell erhältlich + Solaranlage kann gemietet werden
- noch nicht ganz optimierte Technologie + ausgereifte Technologie

Sollten Sie auf Ihrem Grundstück über eine ausreichende Fläche verfügen, etwa auf dem Dache einer Scheune, könnte eine Dünnschichtsolaranlage für Sie durchaus Sinn ergeben. Dabei haben Sie die Wahl zwischen amorphem Silizium, CIGS und Cadmiumtellurid.

Welche Dünnschichtzelle?

amorph CIGS CeTd
+ geringe Anschaffungskosten - höhere Anschaffungskosten - mittlere Anschaffungskosten
+ geringes Gewicht + höheres Gewicht + höheres Gewicht
- Modulgröße nicht anpassbar/ variabel + Modulgröße variabel - Modulgröße nicht anpassbar/ variabel
- geringerer Wirkungsgrad + relativ hoher Wirkungsgrad - mittlerer Wirkungsgrad
- hoher Platzbedarf - mittlerer Platzbedarf - hoher Platzbedarf
- starke Degradation - mittelstarke Degradation - bei schwachen Lichtverhältnissen hocheffizient

Fazit

Eine Glühbirne, die das Fazit symbolisiert

Dünnschicht Solarzellen sind eine günstige Alternative zu mono- und polykristallinen Solarzellen. Aufgrund des hohen Platzbedarfs finden Sie in der privaten Erzeugung jedoch meist keine Anwendung. Insbesondere im Bereich der organischen Solarzellen werden weitere Fortschritte in den nächsten Jahren erwartet. 

Falls Sie sich nach dem Lesen dieses Artikels doch für ein Dickschichtmodul entscheiden, können Sie bei den Enpal Solar-Experten Rat einholen. Mit dem Solarcheck können Sie herausfinden, ob sich eine Solaranlage für Ihr Dach lohnt. Der erste Schritt ist ganz einfach: Machen Sie jetzt den Test.

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