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Wirkungsgrad Solarzelle – Wie effizient sind moderne PV-Module?

Der Wirkungsgrad zählt zu den entscheidenden Kennzahlen, wenn es um die Bewertung von Photovoltaikanlagen geht. Denn er gibt Auskunft darüber, wie viel Sonnenenergie eine Solarzelle tatsächlich in Strom umwandeln kann.

Doch der theoretische Wirkungsgrad unterscheidet sich oft deutlich vom realen Stromertrag. Warum ist das so? Und welche Technologien erreichen inzwischen neue Bestwerte? In diesem Ratgeber zeigen wir Ihnen, was wirklich hinter dem Begriff „Wirkungsgrad“ steckt, welche Faktoren ihn beeinflussen und was die Forschung aktuell in Aussicht stellt.

Lukas Rieß

1. April 2025

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Was bedeutet der Wirkungsgrad einer Solarzelle überhaupt?

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und erzeugtem Strom. Je höher der Wirkungsgrad, desto mehr Strom erzeugt die Zelle bei gleicher Lichtmenge. Dabei wird unterschieden zwischen:

Zellwirkungsgrad: bezogen auf die reine Solarzelle ohne Umrandung und Einfassung
Modulwirkungsgrad: bezieht sich auf das gesamte Solarmodul inklusive Rahmen und Glasabdeckung

Die Messung erfolgt unter sogenannten Standard-Testbedingungen (STC): 25 °C Modultemperatur, 1.000 W/m² Einstrahlungsleistung und senkrechter Lichteinfall. In der Praxis sind diese Bedingungen allerdings selten gegeben – weshalb der tatsächliche Ertrag oft unter dem Laborwert liegt.

Wichtig: Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet nicht automatisch einen hohen Ertrag – denn der ist auch abhängig von Montage, Verschattung, Ausrichtung und den verwendeten Komponenten.

Welche Faktoren beeinflussen den Wirkungsgrad von Photovoltaik?

Der Wirkungsgrad kann sich im Alltag durch verschiedene Einflussgrößen stark unterscheiden:

Temperatur: Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die Leistungsfähigkeit der Module ab. Monokristalline Zellen verlieren pro °C ca. 0,4 % Leistung.
Verschattung: Schon kleine Abschattungen können die Stromausbeute deutlich reduzieren, vor allem bei in Reihe geschalteten Zellen.
Zellmaterial: Monokristalline Zellen liefern höhere Wirkungsgrade als polykristalline oder Dünnschicht-Zellen.
Alterung: Über die Jahre verringert sich der Wirkungsgrad. Die meisten Hersteller garantieren nach 20 Jahren noch rund 85–90 % der Ausgangsleistung.
Qualität der Technik: Auch Wechselrichter, Verkabelung und Montagesysteme beeinflussen die Effizienz einer Anlage.

Eine besonders aussagekräftige Kenngröße ist die sogenannte Performance Ratio (PR): Sie gibt an, wie viel Prozent des theoretisch möglichen Stroms tatsächlich erzeugt werden. Gute PV-Anlagen erreichen hier Werte zwischen 60 und 80%.

„Die sogenannte Performance Ratio (PR) beschreibt, wie viel des theoretisch maximal möglichen Stromertrags eine Photovoltaikanlage in der Praxis tatsächlich liefert. Hochwertige PV-Systeme erreichen hier in der Regel Werte zwischen 60 und 80 %.

Neue Solarzellen mit über 41 % Wirkungsgrad – Ist das schon Realität?

In der Spitzenforschung haben sogenannte Mehrschicht- oder Tandemzellen bereits Wirkungsgrade von über 40 % erzielt. Die Idee: Verschiedene Materialien reagieren auf unterschiedliche Lichtwellen und nutzen dadurch das Sonnenspektrum besser aus.

Ein aktueller Rekord liegt bei 47,6 % Wirkungsgrad und wurde am Fraunhofer ISE erzielt – mithilfe einer Tandem-Solarzelle aus Galliumarsenid und Indiumphosphid unter konzentrierter Einstrahlung. Für den Massenmarkt sind diese Technologien derzeit noch zu teuer und komplex, doch sie zeigen, welches Potenzial künftige Solarmodule haben könnten.

Aktuell gängige Module bewegen sich zwischen 20 und 25 % Wirkungsgrad und bieten bereits eine hervorragende Balance aus Preis, Verfügbarkeit und Leistung.

Welche Solarzellen haben den höchsten Wirkungsgrad am Markt?

Ein Überblick über gängige Zelltechnologien zeigt, wie unterschiedlich die Effizienz ausfallen kann:

Zelltyp	Typischer Wirkungsgrad
Monokristalline Solarzellen	20 – 23 %
Polykristalline Solarzellen	17 – 20 %
Heterojunction (HJT)	bis 24 %
TOPCon	22 – 24 %
IBC (Interdigitated Back Contact)	bis 25 %
CIGS-Dünnschichtzellen	13 – 15 %
Tandem-Solarzellen (Labor)	bis 47,6 %

Welche Module setzt Hanse Solar Technik ein?

Wir von Hanse Solar Technik legen großen Wert auf hochwertige, langlebige Module mit exzellentem Wirkungsgrad. Besonders bewährt haben sich in der Praxis:

NEOSTAR 2S+ Doppelglasmodule von AIKO (440–470 W): Diese Module erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 23,6 %. Sie zeichnen sich durch eine sehr geringe Degradation aus (≤1 % im ersten Jahr, danach max. 0,35 % pro Jahr) und bieten 25 Jahre Produkt- sowie 30 Jahre Leistungsgarantie. Dank ihrer Stärken bei Schwachlicht eignen sie sich ideal für Balkonkraftwerke oder verschattete Flächen.
Vertex S+ von Trina Solar (bis 460 W): Mit ihrem eleganten „Clear Black“-Design und 30 Jahren Leistungsgarantie zählen diese Module zu den hochwertigsten auf dem Markt. Die Leistungsminderung liegt bei maximal 1 % im ersten Jahr und danach bei nicht mehr als 0,4 % pro Jahr. Auch sie kommen bei uns vielfach zum Einsatz, etwa bei Anlagen auf Dächern mit hohen Anforderungen an Effizienz und Design.

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Hoher Wirkungsgrad oder große Fläche – was lohnt sich für Sie?

Nicht immer ist die effizienteste Zelle auch die wirtschaftlichste Lösung. Wann lohnt sich ein hoher Modulwirkungsgrad?

Bei beengter Dachfläche (z. B. Reihenhaus, Stadtwohnung)
Wenn optisch weniger Module gewünscht sind
Bei hohem Stromverbrauch auf kleinem Raum (z. B. mit E-Auto oder Wärmepumpe)

Ein großes Dach hingegen bietet Spielraum für mehr Module mit etwas geringerem Wirkungsgrad – oft zu einem attraktiveren Preis.

Fazit – Wie wichtig ist der Wirkungsgrad beim Kauf einer PV-Anlage?

Der Wirkungsgrad ist ein zentrales Kriterium – aber nicht das einzige. Entscheidend ist, was auf Ihrer Dachfläche unter realistischen Bedingungen geleistet werden kann. Und hier zählt das Zusammenspiel aus Technik, Montage und Planung.

Unsere Empfehlung: Lassen Sie sich professionell beraten, welche Module für Ihre Situation optimal geeignet sind. Hanse Solar Technik unterstützt Sie dabei mit ehrlicher Analyse, hochwertigen Komponenten und einem Komplettpaket bis zur Inbetriebnahme.

FAQ – Häufige Fragen zum Wirkungsgrad von Solarzellen

Was ist ein guter Wirkungsgrad bei Solarmodulen?

20 bis 23 % bei monokristallinen Modulen gelten aktuell als sehr gut. Noch effizientere Module befinden sich in der Entwicklung, sind aber noch nicht für den Massenmarkt verfügbar.

Was bringt ein hoher Wirkungsgrad in der Praxis?

In der Regel nicht, solange die PV-Anlage auf dem Carportdach montiert wird und keine baulichen Veränderungen wie Erhöhungen oder Aufständerungen vorgenommen werden. In besonderen Fällen – etwa in denkmalgeschützten Bereichen oder bei sichtbaren Flachdachanlagen – kann eine Genehmigung notwendig sein.

Wie ändert sich der Wirkungsgrad im Laufe der Jahre?

Auf kleiner Fläche kann mehr Strom erzeugt werden. Das macht vor allem bei begrenztem Platz und hohem Strombedarf Sinn. Allerdings ist der Wirkungsgrad nicht ausschließlich entscheidend über die Effizienz einer PV-Anlage