Die besten Solarzellen 2025 im Vergleich

• Welche Solarzellen sind heute die besten? 2025 gehören TOPCon, PERC- und HJT-Solarzellen zu den marktführenden Technologien. PERC-Solarzellen sind günstig, effizient und punkten bei schwachem Licht. TOPCon-Zellen besitzen einen noch höheren Wirkungsgrad, sind langlebiger, aber im direkten Vergleich zu PERC-Zellen (noch) teurer. HJT-Zellen punkten durch ihre hohe Bifazialität.
• Marktführer bei Solarzellen? Zu den Markt- und auch Technologieführern bei der Herstellung von Solarzellen und Modulen zählen Unternehmen wie LONGi, JinkoSolar und Trina Solar. Eine hohe Effizienz bei gleichzeitig günstigem Preis machen sie zu den aktuell besten Solarzellen-Produzenten weltweit.
• Zukünftige Markt-Entwicklung: Experten gehen davon aus, dass zukünftig n-Typ-Solarzellen die klassischen p-Typ-Zellen ablösen. Während p-Typ-Module durch eine kosteneffiziente und einfache Produktion dominierten, werden immer häufiger leistungsstärkere n-Typ-Zellen auf denselben Produktionslinien gefertigt.
• Welche Solarzellen sind in Zukunft die besten? Die wohl besten Aussichten auf einen Spitzenplatz im Solarzellen-Wettrennen haben Tandem-Solarzellen auf Perowskit-Basis. Sie machen ein viel größeres Lichtspektrum nutzbar und erreichen daher einen der höchsten Wirkungsgrade. Auch ihre Lebensdauer konnte bereits deutlich verbessert werden.

Es gibt unterschiedliche Merkmale, welche Aufschluss über die Qualität und Leistungsfähigkeit einer Solarzelle geben. Der Fokus der Forschung und Entwicklung (F&E) an Solarzellen liegt auf der:

• Vereinfachung der Verarbeitungsschritte
• Maximierung der Leistungsabgabe
• Effizienzsteigerung im Ressourceneinsatz
• Kostenreduktion

Hersteller und Forschungsinstitute veröffentlichen kontinuierliche Verbesserungen der Sonnennutzung. Neben der Solarzellen-Effizienz definieren der Ressourceneinsatz, die Komplexität der Herstellung im Hinblick auf die Serienfertigung, die Degradation (Abnutzung) der Solarzelle, die Wiederverwertbarkeit und das potenzielle Preis-Leistungsverhältnis die Gesamt-Performance einer Solarzelle.

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Der Einsatz von kristallinem Silizium ist am weitesten verbreitet. Solarzellen aus Silizium-Wafern, die in mehr als 95 % (Marktanteil 2020) aller installierten Solar-Anlagen weltweit zu finden sind, gelten hinsichtlich des mit ihnen in der Praxis erreichbaren Wirkungsgradpotenzials aber als nahezu ausgeschöpft.

Nach dem Shockley-Queisser-Limit ergibt sich für kristallines Silizium (c-Si) eine theoretische Effizienz von 26,7 %. Gallium Arsenid (GaAs) erreicht eine theoretische Effizienz von 29,1 % und Cadmium Tellurid (CdTe) 22,1 %.

Selbst neueste Solarzellen aus Silizium erreichen nur noch geringfügige Verbesserungen um etwa einenWirkungsgrad von 25 %. Mit der Erreichung von stofflichen Limits entwickelt sich die Konstruktion der Solarzellen stetig weiter, um so weitere Effizienzpotentiale zu erschließen.

PERC-Solarzellen (Passivated Emitter and Rear Cell) sind eine Weiterentwicklung der kristallinen Silizium-Solarzellen. Sie basieren entweder auf monokristallinem oder polykristallinem Silizium und gehören zur Familie der p-Typ-Siliziumzellen.

2021 lag der Anteil der PERC-Solarzellen am Gesamtmarkt bei rund 75 % bis 80%. Die Zellen mit passivierter Emissionselektrode und Rückseite (PERC) weisen eine theoretische Effizienz von 24,5 % auf.

Allerdings ist seit 2022 ein rückläufiger Trend zu beobachten, da neue Technologien wie TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) und Heterojunction-Solarzellen (HJT) an Bedeutung gewinnen und PERC-Zellen zunehmend ersetzen.

Die Abkürzung TOPCon kommt aus dem Englischen und steht für Tunnel Oxide Passivated Contact. Der Begriff beschreibt eine besondere Bauweise einer Solarzelle. Ein anderer Begriff für TOPCon ist „POLO“ (Polysilicon on Oxide).

HJT-Zellen zeichnen sich durch einen n-leitenden Siliziumwafer aus, auf den beidseitig dünne Schichten aus dotiertem und intrinsischem, amorphem Silizium und transparente, leitfähige Oxidschichten (TCO) zur Aufnahme des erzeugten Stroms aufgebracht werden.

Für TOPCon-Solarzellen wird erwartet, dass ihr Marktanteil 2025 auf etwa 54 % ansteigt. HJT-Solarzellen hingegen machen derzeit einen kleineren Teil des Marktes aus. Schätzungen zufolge lag ihr Anteil im Jahr 2025 bei 8 %.

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Neue Technologien sind zuerst immer teuer, da sie auf Basis von Prototypen entwickelt werden. Gleichwohl zeichnet sich die beste Solarzelle auch durch ihre breite Anwendbarkeit und Skalierbarkeit in industriellen Maßstäben aus.

Das beste Preis-Leistungsverhältnis weisen daher weiterhin c-Si basierte Solarzellen auf. Aufgrund der langjährigen Weiterentwicklung und Optimierung der Herstellungsprozesse der PERC-Technologie können hier geringe Produktionskosten realisiert werden. Die heutigen Produktionslinien sind zumeistauf die Konstruktion von PERC-Solarzellen ausgerichtet.

Auch, wenn Silizium-Tandem-Solarzellen deutlich größere Wirkungsgrade verspechen, müssen sie auch in Serie günstig produzierbar sein. Bis zu einer breiten Anwendung dürfte es daher noch dauern.

Demgegenüber sind sowohl bei der TOPCon- als auch bei der HJT-Technologie weitere Kostenreduktionen zu erwarten.

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Während Solarzellen mit TOPCon-Technologie auf einer umgebauten PERC-Technologie-Produktionsstraße hergestellt werden kann, bedarf es für die HTJ-Technologie eine komplett neue Fertigungsanlage. Ein Vergleich der Technologien zeigt die wesentlichen Unterschiede:

Vorteile von n-Typ TOPCon Solarzellen sind eine geringere Degradation (≤ 1 % im ersten Jahr, dann ca. 0,4 % pro Jahr), eine höhere Effizienz und ein höherer bifazialer Faktor im Vergleich zu herkömmlichen PERC-Solarzellen.

Der bifaziale Faktor von PERC-Zellen liegt bei ca. 70 %, TOPCon-Zellen erreichen einen bifazialen Faktor von rund 85 %, während Heterojunction-Zellen 95 % und mehr erreichen.

Im Vergleich zu HJT-Solarzellen sind geringere Investitionen für die Produktion von TOPCon-Zellen erforderlich.

Die TOPCon-Technologie kann nach einer Anpassung der Produktionsstraßen auf den PERC-Produktionslinien produziert werden. Eine schnellere Massenproduktion von TOPCon-Zellen ist wahrscheinlicher als die der HJT-Zellen. Der geringere Temperaturkoeffizient bei TOPCon- und HJT-Technologie deutet ebenfalls auf einen künftigen Fokus der Solarindustrie auf die n-Typ Technologien TOPCon und HJT.

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Siliziumzellen bestehen aus zwei unterschiedlich dicken Bereichen, die sich in ihrer Leitfähigkeit unterscheiden. Der eine ist n-leitend, der andere p-leitend. In marktüblichen Zellen besteht die untere dickere Schicht aus p-leitendem Silizium, die obere dünne Schicht aus n-leitendem Silizium.

Diese, auch p-Typ genannten Solarzellen basieren auf einer positiv geladenen (p steht für positiv) Siliziumbasis, dessen Wafermit Bor dotiert ("p-doping") ist, mit einem Elektron weniger als Silizium. Die Oberseite des Wafers ist dann mit Phosphor ("n-doping"), der ein Elektron mehr hat als Silizium, negativ dotiert (n-Typ). Durch diese p-n-Verbindung wird der Stromfluss in der Zelle unter Sonneneinstrahlung verstärkt.

n-Typ Solarzellen sind umgekehrt gebaut, wobei die n-dotierte Seite als Basis der Solarzelle dient. Während die p-Typ Struktur die Solarzellen-Branche viele Jahre dominierte, fokussierten sich die F&E-Bemühungen der großen Hersteller zuletzt immer öfter auf n-Typ-Solarzellen, da hiermit höhere Wirkungsgrade erzielt werden konnten. Die Tabelle zeigt die Wirkungsgrade von p- und n-Typ Solarzellen von Jinko Solar.

Auch Trina Solar arbeitet stetig an der Verbesserung von hocheffizienten n-Typ TOPCon Solarzellen. Im August 2022 veröffentlichte das Unternehmen den 25. Effizienzrekord bei Solarzellen durch ein monokristallines n-Typ TOPCon-Solarmodul mit einem Wirkungsgrad von 24,24 %. Unter der Annahme, dass der Anspruch der Hersteller in immer besseren Solarzellen liegt, zeigt sich ein klarer Trend Richtung TOPCon-Solarzellen.

Eine Solarzelle mit TOPCon- oder HJT-Technologie erfordert im Vergleich zu einer PERC-Zelle eine erhöhte Metallisierung. Üblicherweise sorgen Kontakte und Busbars aus Silber für die Leitung des Solarstroms aus den Silizium-Wafern. Silber ist begrenzt verfügbar und relativ teuer. Die Verwendung von Silber macht rund 10 % der Herstellungskosten aus. Die Solarbranche bezieht 15 % des in Minen abgebauten Silbers weltweit.

Das Fraunhofer ISE veröffentlichte im Februar 2022 den Forschungsfortschritt zu Nickel/Kupfer/Silber Kontakten zur Metallisierung bei TOPCon-Zellen. Durch die galvanisierte Metallisierung konnte der Einsatz von Silber um 90 % reduziert werden. Kupfer ist um ein 100-faches günstiger als Silber.

Im September 2022 folgte ein Bericht des Fraunhofer ISE zur Metallisierung bei HJT-Zellen. Auch hier ersetzt Kupfer den Rohstoff Silber. Sensationell ist der Einsatz von Aluminium bei der Maskierung. Die native Oxidschicht des Aluminiums sorgt für eine ausreichende Isolation. Die beiden Metalle Aluminium und Kupfer in der Metallisierung führen zu einer verbesserten Wiederverwertbarkeit und senken die Herstellungskosten von hocheffizienten Solarzellen.

Sowohl TOPCon- als auch HJT-Solarzellen stehen im Fokus der F&E, sodass zukünftig die Stromgestehungskosten aus diesen Solarzellen wettbewerbsfähig sind.

In einer weiteren Veröffentlichung nennen die Forscher:innen aus Freiburg die nötige Differenz der Wirkungsgrade zwischen PERC und TOPCon, die zu günstigeren Stromgestehungskosten bei TOPCon Solarzellen führt. Ist der Wirkungsgrad einer TOPCon-Zelleum mindestens 0,55 % höher als der einer PERC-Solarzelle, kann von geringeren Stromgestehungskosten ausgegangen werden.

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