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Halbzellen-Module im Vergleich: Mehr Leistung bei halber Zelle?

Bei der Halbzellen-Technologie ("Half-Cut") werden Silizium-Solarzellen halbiert, um so die Leistung der Module zu steigern. Die großen Solarmodul-Hersteller bieten seit Anfang 2018 Halbzellenmodule an, die unterschiedlichste Solarzellen-Technologien kombinieren, um die Vorteile der Halbzellentechnik im Betrieb optimal ausnutzen zu können.

HT-SAAE bietet p-Typ Halbzellen-Module mit PERC-Technik an, die einen um 25 % reduzierten Stromverlust und eine um 3 % höhere Ausgangsleistung bieten. (Foto: Shanghai Aerospace Automobile Electromechanical Co., Ltd.)

HT-SAAE bietet p-Typ Halbzellen-Module mit PERC-Technik an, die einen um 25 % reduzierten Stromverlust und eine um 3 % höhere Ausgangsleistung bieten. (Foto: Shanghai Aerospace Automobile Electromechanical Co., Ltd.)

Halbzellen basieren, wie der Name bereits vermuten lässt, auf „normal“ großen Solarzellen, die in zwei gleich große, halbe Zellen geteilt werden. Dabei wird das Modul in zwei „Zwillings“-Hälften geteilt, bei denen die Solarzellen in Reihe geschaltet und die Zellen in mehreren Strings segmentiert werden. Die beiden Hälften werden dann in der Mitte parallel geschaltet und ergeben dann ein Modul mit doppelt so vielen „Halb“-Zellen ("Half-Cut").

Durch das Teilen der Solarzellen wird auch der Strom pro Zelle halbiert, was mit einer Reduzierung des Leistungsverlusts in der Zelle einhergeht. Da der Leistungsverlust in der Regel proportional zum Quadrat des Stroms ist, wird er in einem kompletten Halbzellen-Modul um den Faktor 4 reduziert.

Der geringere Leistungsverlust in einer halbierten Zelle erhöht den Füllfaktor und den Wirkungsgrad der Zellen und ergibt – insbesondere bei starker Sonneneinstrahlung – einen besseren Energieertrag. Module mit einem höheren Füllfaktor haben einen niedrigeren Serienwiderstand und ermöglichen somit einen geringeren Stromverlust in der Zelle.

Darüber hinaus verbessert die veränderte Zellenanordnung das Verhalten des Moduls bei reduzierter Einstrahlung auf einer der Hälften des Moduls verglichen mit einem Standardmodul. Liegt z. B. der untere Bereich eines im Hochformat installierten Standardmoduls im Schatten, so ist die Ausgangsleistung des gesamten Moduls aufgrund der Bypassdioden, die die internen Strings abschließen, gleich Null. Die Anordnung der Halbzellenmodule mit separaten Zwillingsabschnitten stellt unter denselben Bedingungen sicher, dass die Ausgangsleistung größer als 50% ist. Die Verbesserungen durch den reduzierten Widerstand der halbierten Zellen erhöhen so die Ausgangsleistung jedes Moduls um insgesamt ca. 4 Wattp.

Einige Solarmodul-Hersteller bieten bereits Halbzellen-Solarmodule an. Dabei kombinieren sie unterschiedlichste Solarzellen-Technologien, um die Vorteile der Halbzellentechnik im Betrieb optimal ausnutzen zu können.

  • Hanwha Q CELLS Q.PEAK DUO-G5 Solarmodul mit Halbzellen
  • HAT-SAAE p-Typ Halbzellen-Modul mit PERC-Technik
  • JA Solar PERC-Halbzellenmodule
  • Jinko Solar Eagle Half-Cell-Module 60/72
  • REC Halbzellen-Solarmodule der TwinPeak Serie
  • Schwarze Suntech Half-Cut-Solarmodule mit 300 Watt
  • Talesun BiSTAR-Module mit Halbzellen
  • Trina Solar Splitmax Halbzellenmodule

Der Halbzellen-Technologie wird branchenweit ein enormes Wachstumspotenzial zugestanden. So gab Trina Solar, einer der weltweit größten Hersteller von Solarmodulen, auf der Intersolar Europe 2018 bekannt, bis Ende 2018 einen großen Teil seiner gesamten Produktionskapazität auf Halbzellenmodule umzustellen.

Auch Jinko Solar plant bis Ende 2018, eine Halbzellen-Produktionskapazität von mehr als drei Gigawatt erreichen zu können. Die Produktionsstätten in China, wo die Half Cut-Module hergestellt werden, sind bereits seit Ende 2017 in Betrieb, und ein weiteres Werk in Malaysia wurde im ersten Quartal 2018 auf Halbzell-Produkte umgestellt. Dabei geht es vornehmlich um den zusätzlichen Arbeitsschritt, bei dem die Solarzellen mit einem Laser geschnitten werden, bevor sie verstringt werden. Dies erfordert eine neue Abstimmung der automatisierten Prozesse und Qualitätskontrollen.

Eine ausführliche Vorstellung der am Markt verfügbaren Halbzellen-Module finden Sie in unserer großen » "Markt-Übersicht Halbzellen-Solarmodule".

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"Halbzellen-Module im Vergleich: Mehr Leistung bei halber Zelle?" wurde am 11.06.2018 verfasst