Solarzelle erklärt: wie sie aus Licht Strom macht und was PERC, TOPCon, HJT und Perowskit unterscheidet

Eine Solarzelle wandelt Licht in Gleichstrom um, ganz ohne bewegte Teile, und die Zelltypen von PERC bis Perowskit unterscheiden sich vor allem darin, wie wenig von diesem Licht unterwegs verloren geht. Hier lesen Sie, wie eine Zelle aufgebaut ist, wie sie gefertigt wird, was die Kürzel auf dem Datenblatt bedeuten und was davon am Balkon wirklich Geld bringt. Stand der Angaben: Oktober 2026.

Solarzelle

Solarzelle nennt man das kleinste Bauteil eines Moduls: eine dünne Scheibe, meist aus Silizium, die Licht direkt in Strom verwandelt. Eine einzelne Zelle liefert nur rund 0,6 Volt. Deshalb schaltet der Hersteller viele Zellen in Reihe und packt sie zwischen zwei Scheiben. Das Ergebnis ist das Solarmodul, das Sie am Geländer oder auf dem Dach sehen.

Die Zelle selbst ist erstaunlich dünn. Laut Solarserver misst sie in der Regel nur noch 0,18 mm, kaum mehr als ein menschliches Haar. Vorn trägt sie eine durchsichtige Antireflexschicht und feine Metallbahnen, die den Strom abgreifen. Das sind die hellen Linien auf der Makroaufnahme oben.

Das, was aus der Zelle kommt, ist Gleichstrom. Erst der Wechselrichter macht daraus den Wechselstrom der Steckdose. Die Leistung einer Zelle und eines Moduls gibt man in Watt-Peak an.

Funktionsweise solarzelle

Funktionsweise der Solarzelle: Sie beruht auf dem inneren Photoeffekt. Trifft ein Lichtteilchen auf das Silizium, gibt es seine Energie an ein Elektron ab. Das Elektron löst sich aus seiner Bindung und kann sich im Kristall bewegen. Zurück bleibt eine Lücke, die sich wie eine positive Ladung verhält.

Damit daraus Strom wird, müssen Elektron und Lücke getrennt werden. Dafür sorgt der pn-Übergang. Dabei wird das Silizium in zwei Schichten gezielt verunreinigt, das nennt man dotieren. Die eine Schicht hat einen Überschuss an Elektronen (n-leitend), die andere einen Mangel (p-leitend). An der Grenze baut sich ein elektrisches Feld auf, das die freien Ladungen in verschiedene Richtungen schiebt, so beschreibt es auch die Übersicht von Solarserver.

Schließt man einen Verbraucher an die Kontakte vorn und hinten an, fließt Strom. Die Solarzelle Funktion lässt sich in drei Schritten merken: Licht trifft auf die Zelle, Ladungen werden getrennt, Kontakte führen sie ab. Alles, was später als PERC, TOPCon oder HJT vermarktet wird, verbessert einen dieser Schritte: weniger Reflexion, weniger verlorene Ladungen, weniger Abschattung durch Kontakte.

Solarzelle monokristallin

Solarzelle monokristallin heißt: Sie besteht aus einem einzigen, durchgehenden Siliziumkristall. Dadurch finden die Ladungen auf ihrem Weg zum Kontakt kaum Hindernisse. Die Zelle hat die höchsten Wirkungsgrade der klassischen Siliziumtypen, und man erkennt sie meist an ihrer gleichmäßig dunklen Farbe.

Hergestellt wird der Kristall, indem aus einer Siliziumschmelze ein einkristalliner Stab gezogen wird, der danach in dünne Scheiben gesägt wird (Solarserver). Das kostet Energie und Material, zahlt sich aber im Wirkungsgrad aus.

Den Typ „monokristallin“ muss man dabei von der Bauweise der Zelle trennen. Monokristallin beschreibt nur den Kristall. Ob eine Zelle PERC, TOPCon, HJT oder Back Contact ist, sagt dagegen, wie ihre Schichten und Kontakte aufgebaut sind. Alle vier gibt es als monokristalline Zelle.

Monokristalline solarmodule

Monokristalline Solarmodule sind Module, deren Zellen alle aus solchen Einkristallen bestehen. Wer heute ein Modul kauft, bekommt meist ein monokristallines, denn auch die Bauweise, die laut Fraunhofer ISE derzeit den Markt führt (TOPCon), ist monokristallin. Der Wirkungsgrad kommerzieller Siliziummodule stieg nach dem Photovoltaics Report (Ausgabe vom 14.07.2026) in zehn Jahren von etwa 17 Prozent auf knapp unter 25 Prozent.

Für den Balkon heißt das: Pro Quadratmeter Geländerfläche steckt heute deutlich mehr Leistung im Modul als früher. Ein Modul der Größe 1,80 mal 1,13 Meter schafft inzwischen 480 Wp, so wie das Modell Solar Fabrik 480 Wp weiter unten. Wie sich Bauart und Rahmen auf Gewicht und Haltbarkeit auswirken, behandelt der Ratgeber Solar Panel für den Balkon.

Jede Solarzelle monokristallin zu nennen, sagt noch wenig. Der Hinweis auf dem Datenblatt „monokristallin“ reicht für eine Kaufentscheidung also nicht. Wichtiger sind Wirkungsgrad des Moduls, Garantie, Abmessungen und Gewicht. Wie diese Punkte zusammenspielen, zeigt das Rechenbeispiel weiter unten.

Polykristalline solarmodule

Polykristalline Solarmodule bestehen aus Zellen, die aus gegossenen Siliziumblöcken stammen. Dabei erstarrt die Schmelze in vielen kleinen Kristallen mit Grenzen dazwischen. Diese Kristallfehler führen laut Solarserver zu geringeren Wirkungsgraden. Man erkennt sie am bläulichen, gesprenkelten Aussehen.

Der Vorteil war der Preis. Dieser Vorteil ist für den Balkon heute kaum noch ein Argument. Bei einem Balkonkraftwerk begrenzt nicht das Geld die Leistung, sondern die Fläche am Geländer, und dort bringt ein Quadratmeter polykristallines Material weniger.

Wer noch alte Module besitzt und ein neues dazustellen möchte: Gemischte Module am selben Eingang eines Wechselrichters sind ungünstig. Was an einem MPP-Tracker hängt, wird gemeinsam geregelt, das schwächere Modul zieht die anderen mit nach unten. Alt und neu gehören an getrennte Eingänge oder gar nicht zusammen.

PERC Technologie

PERC Technologie heißt ausgeschrieben Passivated Emitter and Rear Cell, und das erklärt auch, was die Zelle anders macht. Auf der Rückseite sitzt eine zusätzliche Schicht, die verhindert, dass Ladungen an der Oberfläche verloren gehen, und die Licht, das ungenutzt durchs Silizium gelaufen ist, zurückwirft. Die Kontakte sind nur an kleinen Punkten durch diese Schicht geführt.

Was bedeutet PERC dann für Sie? Es ist eine Zelle der Generation vor TOPCon. Sie war lange der Standard und steckt in vielen Modulen, die heute noch in Betrieb sind. Gegenüber einer einfachen Siliziumzelle gewinnt sie etwas Wirkungsgrad. PERC-Zellen sind meist p-leitend, die neueren Bauweisen nutzen n-leitendes Silizium.

Wer ein altes Balkonkraftwerk mit PERC-Modulen hat, muss nichts tauschen. Das Modul liefert weiter, was auf dem Typenschild steht, abzüglich der üblichen Alterung. Bei einem Neukauf lohnt der Blick auf den Zelltyp im Datenblatt trotzdem, denn PERC Zellen sind in neuen Modulen seltener geworden.

TOPCon PV

TOPCon PV steht für Tunnel Oxide Passivated Contact, und diese Bauweise führt laut Fraunhofer ISE derzeit den Markt der Siliziummodule an. Das Prinzip stammt aus dem Fraunhofer-Institut selbst: Zwischen Silizium und Metallkontakt liegt ein ultradünnes Tunneloxid, durch die Ladungen hindurchtunneln können, darüber eine dünne, hoch dotierte Siliziumschicht (Fraunhofer ISE, Projekt TOPCon).

Das Ergebnis: Die richtigen Ladungen kommen durch, die falschen werden gebremst. Dadurch gehen weniger Ladungen verloren als bei PERC, die Zelle gibt mehr Spannung und damit mehr Leistung ab. TOPCon wird auf n-leitendem Silizium gebaut.

Für den Kauf gilt: TOPCon ist keine Sonderausstattung mehr, sondern der Normalfall im Mittelfeld. Ein Modul wird nicht deshalb gut, weil TOPCon auf dem Datenblatt steht. Entscheidend sind am Ende Leistung je Fläche, Garantie und Verarbeitung des gesamten Moduls.

HJT

HJT steht für Heterojunction Technology. Der Aufbau ist anders als bei PERC und TOPCon: Auf beiden Seiten eines kristallinen Siliziumwafers liegen hauchdünne Schichten aus amorphem Silizium. Daher auch der Name, ein „Heterojunction“ ist ein Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Materialien, hier zwei Formen von Silizium.

Die Heterojunction-Solarzelle hat Stärken in der Praxis: Sie ist von beiden Seiten lichtempfindlich, und manche Hersteller werben mit einem geringeren Leistungsverlust bei Hitze. Belegt ist das nur im Datenblatt des einzelnen Moduls, dort steht der Temperaturkoeffizient. HJT finden Sie bei einzelnen Herstellern und nicht in jedem Modul.

Ob der Vorteil bei Ihnen ankommt, entscheidet am Balkon eher die Montage. Ein senkrecht montiertes Modul steht anders zur Sonne als ein flach liegendes, ein möglicher Temperaturvorteil fällt damit kleiner aus. Sinnvoll ist der Vergleich zweier Datenblätter über den Temperaturkoeffizienten und die Garantie, nicht über das Kürzel allein.

Perowskit

Perowskit ist keine Bauweise für Silizium, sondern ein anderes Material. Perowskit-Zellen bestehen aus einer Kristallstruktur, die sich aus Lösungen auf Folien oder Glas aufbringen lässt, in Laborzellen mit Wirkungsgraden bis 26,9 Prozent. Das meldet der Photovoltaics Report des Fraunhofer ISE (Ausgabe vom 14.07.2026), für Siliziumzellen im Labor nennt er bis 27,9 Prozent.

Die große Frage bei Perowskit ist nicht der Wirkungsgrad, sondern die Haltbarkeit. Ein Balkonmodul soll 25 bis 30 Jahre laufen, und das lässt sich aus einem Laborrekord nicht ablesen. Wir können Ihnen deshalb kein Perowskit-Modul für den Balkon empfehlen und geben auch keine Prognose ab, wann es so weit ist.

Interessanter als Perowskit allein ist die Verbindung mit Silizium, die im nächsten Abschnitt folgt.

Tandemsolarzellen

Tandemsolarzellen stapeln zwei Zellen übereinander, die verschiedene Teile des Lichts nutzen. Bei der Kombination Perowskit auf Silizium fängt die obere Schicht das energiereiche, blaue Licht ein, die untere das rote und infrarote. Zusammen holen sie mehr aus dem Sonnenspektrum heraus, als Silizium allein schafft. Laut Photovoltaics Report versprechen solche Tandemzellen im Labor bis zu 35 Prozent Wirkungsgrad.

Ein Beleg, dass dieser Weg auch im Modulformat trägt, kam im Januar 2024: Oxford PV und das Fraunhofer ISE stellten ein Tandemmodul im Industrieformat vor, 1,68 Quadratmeter groß, 421 Watt, Wirkungsgrad 25 Prozent (Presseinformation des Fraunhofer ISE vom 31.01.2024). Oxford PV kündigte dort die kommerzielle Produktion der Tandemzellen für 2024 an.

Aus der Meldung ergibt sich, dass Tandem möglich ist, nicht dass es am Balkon schon sinnvoll ist. Welche Module in den nächsten Jahren in Balkonsets landen, wissen wir nicht, und wir versprechen dazu nichts. Heute gilt: Ein Silizium-Modul in einer modernen Bauweise ist die sichere Wahl.

Herstellung solarzelle einfach erklärt

Herstellung einer Solarzelle einfach erklärt: Aus Quarzsand wird sehr reines Silizium, daraus ein Kristall, daraus Scheiben, daraus Zellen, daraus ein Modul. Die Schritte im Überblick:

• Silizium reinigen: Aus Sand entsteht Rohsilizium, das für Solarzellen weiter gereinigt wird, bis es nahezu frei von Fremdatomen ist.
• Kristall ziehen oder gießen: Monokristallin zieht man einen Stab aus der Schmelze, polykristallin gießt man Blöcke.
• Wafer sägen: Der Kristall wird in Scheiben von rund 0,18 mm geschnitten.
• Zelle veredeln: Die Oberfläche wird aufgeraut, damit weniger Licht zurückspringt. Dann wird dotiert, die Antireflexschicht aufgetragen und die Metallkontakte aufgedruckt.
• Zellen verschalten: Die Zellen werden verlötet oder verklebt. Halbzellen sind halbierte Zellen, die weniger Strom führen und dadurch weniger Verluste haben.
• Laminieren: Die Zellen liegen zwischen Folie und Glas, beim Glas-Glas-Modul vorn und hinten. Rahmen und Anschlussdose kommen zuletzt dazu.

Was in dieser Kette am Ende zählt, ist die Güte jeder Stufe. Die Zelle ist also nur ein Teil des Moduls, und die Solarzelle Funktion hängt auch von Glas und Verschaltung ab. Glas, Rahmen und Verarbeitung bestimmen, ob das Modul 30 Jahre hält.

Monokristalline solarmodule hersteller

Monokristalline Solarmodule Hersteller gibt es viele, und nach dem Namen allein lässt sich keines beurteilen. Fragen Sie beim Kauf nach vier Dingen: dem Zelltyp, dem Wirkungsgrad des gesamten Moduls (nicht nur der Zelle), der Produktgarantie und der Leistungsgarantie, und wer die Garantie abwickelt.

Die Module, die wir im Komplettpaket verbauen, kommen seit Oktober 2026 von Solar Fabrik. Es ist das Modell 480 Wp Full Black, ein Glas-Glas-Modul mit 108 monokristallinen N-Type-Back-Contact-Halbzellen, 1800 mal 1134 mal 30 mm groß und rund 25 kg schwer. Solar Fabrik gibt 30 Jahre Produktgarantie und 30 Jahre lineare Leistungsgarantie, mindestens 88,85 Prozent der Nennleistung nach 30 Jahren. Das Modul hat Hagelschutzklasse 4 und ist bifazial, nimmt also auch Licht von der Rückseite auf.

Back Contact bedeutet, dass die Kontakte auf der Rückseite der Zelle liegen, so dass vorn keine Metallbahnen Licht verdecken. Rechnerisch kommt das Modul auf 23,5 Prozent Wirkungsgrad (480 W geteilt durch 2,04 m²). Bifaziale Module bringen von hinten nur dann etwas, wenn dort Licht ankommt, etwa von einer hellen Fläche. Über sie schreiben wir an anderer Stelle.

Balkonkraftwerk monokristallin anmelden

Balkonkraftwerk monokristallin anmelden und planen: Monokristallin ist heute praktisch der Normalfall, und es sagt nur etwas über den Kristall. Für die Planung am Balkon zählen vor allem Maße, Gewicht und der Stellplatz. Ein Modul von 25 kg muss die Halterung samt Geländer tragen. Die Halterung fertigen wir nach Maß in unserem Metallbau, mehr dazu im Ratgeber Halterung für das Balkonkraftwerk.

Aufbau und Montage der Module sind Handarbeit, aber die Gleichstromseite mit Kabeln und Steckern gehört in den Plan: Wie viele Module an welchen Eingang kommen, bestimmt der Speicher oder Wechselrichter. Arbeiten am Hausnetz, am Zählerschrank oder an einem festen Anschluss gehören in die Hand einer Elektrofachkraft (§ 13 NAV).

Und die Anmeldung? Das Marktstammdatenregister bleibt Pflicht. Ohne Akku braucht ein Steckersolargerät bis 2.000 Wp und 800 VA keine Meldung beim Netzbetreiber. Ein Speicher bekommt einen eigenen Eintrag, und der Netzbetreiber erfährt von der Anlage. Wir übernehmen das im Komplettpaket. Jeden Schritt zeigt der Ratgeber Balkonkraftwerk anmelden.

Rechenbeispiel: Solarzelle und Modulwirkungsgrad, Ersparnis berechnen

Rechenbeispiel zur Frage, was eine bessere Solarzelle bringt: Vier Module mit je 1,80 mal 1,134 Metern belegen zusammen 8,16 m² am Geländer. Die Leistung auf dieser Fläche hängt vom Wirkungsgrad des Moduls ab. Die Wirkungsgrade in der Tabelle sind Annahmen zur Veranschaulichung, 17 Prozent entspricht dem, was Siliziummodule laut Fraunhofer ISE vor etwa zehn Jahren erreichten.

Die Werte stammen aus der Rechnung hinter dem Balkonkraftwerk-Rechner und aus denselben Annahmen wie in unseren anderen Ratgebern: PLZ 79761, Süden, senkrecht am Geländer, kein Schatten, Ausgang 800 W, 3.000 kWh Verbrauch, 35 Cent je kWh. Der Akku fasst 2,7 kWh bei 90 Prozent Wirkungsgrad und 280 vollen Ladungen im Jahr. Es sind Richtwerte, Schatten und Tagesablauf verschieben sie.

Zum Vergleich: Vier Module mit je 485 Wp kommen senkrecht auf 1.267 kWh und 197 Euro, mit Akku auf 435 Euro, wie in den anderen Ratgebern.

Zwei Dinge fallen auf. Erstens steigt der Ertrag zwischen 17 und 23,5 Prozent um ein Viertel, von 1.006 auf 1.260 kWh. Zweitens kommt davon ohne Akku fast nichts im Geldbeutel an: 193 gegen 197 Euro. Der Mehrertrag fällt mittags an, wenn niemand ihn braucht, und der Wechselrichter lässt ohnehin nur 800 W durch. Mit Akku wird der Mittagsstrom abends genutzt, und die Ersparnis steigt von 340 auf 435 Euro. Ab 22 Prozent ist der Akku in diesem Beispiel ausgelastet, mehr Wirkungsgrad bringt dann keinen weiteren Euro.

Daraus folgt eine nüchterne Faustregel: Der Zelltyp zahlt sich aus, wenn die Fläche knapp ist und ein Speicher den Mehrertrag aufnimmt. Wer ohne Akku zwei Module hängt, spart mit einer besseren Zelle kaum mehr. Wie ein Balkonkraftwerk mit Speicher arbeitet, steht im Ratgeber Balkonkraftwerk mit Speicher.

Solarzelle: häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen monokristallin und polykristallin?

Der Unterschied zwischen monokristallin und polykristallin liegt im Kristall der Zelle. Monokristalline Zellen bestehen aus einem einzigen, gezogenen Kristall, polykristalline aus gegossenen Blöcken mit vielen Kristallen und Korngrenzen. Dort gehen Ladungen verloren, deshalb haben polykristalline Zellen einen geringeren Wirkungsgrad. Monokristalline Module sind dunkel und gleichmäßig, polykristalline bläulich und gesprenkelt. Auf dem Balkon zählt vor allem die Leistung je Fläche, und die ist bei monokristallinen Modulen höher. Bei Neuware ist monokristallin heute der Normalfall.

Was bedeutet PERC?

PERC bedeutet Passivated Emitter and Rear Cell. Gemeint ist eine Siliziumzelle mit einer zusätzlichen Schicht auf der Rückseite, die Ladungsverluste an der Oberfläche senkt und Licht zurück ins Silizium wirft. Die Bauweise war lange der Standard. Heute führt laut Fraunhofer ISE (Photovoltaics Report vom 14.07.2026) TOPCon den Markt an. Ein PERC-Modul liefert aber weiter Strom, wenn es schon läuft. Beim Neukauf lohnt ein Blick auf Wirkungsgrad, Garantie und Gewicht des Moduls, nicht nur auf das Kürzel.

Wie funktioniert eine Solarzelle einfach erklärt?

Eine Solarzelle funktioniert einfach erklärt so: Licht schlägt Elektronen im Silizium los, und ein elektrisches Feld im pn-Übergang schiebt sie in eine Richtung. Das Feld entsteht an der Grenze zwischen einer Schicht mit Elektronenüberschuss und einer mit Mangel. Die Kontakte vorn und hinten führen die Ladungen ab, und so fließt Gleichstrom. Eine Zelle liefert rund 0,6 Volt, ein Modul schaltet viele davon hintereinander. Der Wechselrichter macht daraus den Strom der Steckdose.

Lohnen sich Perowskit-Module schon für den Balkon?

Perowskit-Module lohnen sich für den Balkon heute nicht, weil uns kein belegter Nachweis ihrer Haltbarkeit über 25 bis 30 Jahre bekannt ist. Im Labor sind Perowskit-Silizium-Tandemzellen bei bis zu 35 Prozent angekommen, ein Tandemmodul im Industrieformat bei 25 Prozent (Fraunhofer ISE, 31.01.2024). Das ist ein Ausblick. Für heute gilt: Ein Siliziummodul in TOPCon- oder Back-Contact-Bauweise mit langer Garantie ist die sichere Wahl.

Welche Solarzellen verbaut IKV?

IKV verbaut seit Oktober 2026 das Modul Solar Fabrik 480 Wp Full Black, ein Glas-Glas-Modul mit monokristallinen N-Type-Back-Contact-Halbzellen. Der Hersteller gibt 30 Jahre Produktgarantie und 30 Jahre lineare Leistungsgarantie. Die Speicher kommen von Anker Solix, das sagen wir offen: Neutral sind wir bei diesem Hersteller nicht. Warum der Zelltyp allein die Wahl nicht entscheidet, zeigt das Rechenbeispiel oben. Was zu Ihrem Geländer passt, klären wir vor Ort.

Balkonkraftwerk mit Montage und Anmeldung: erst der Balkoncheck vor Ort

Balkonkraftwerk mit Montage und Anmeldung, so lässt sich das Angebot von IKV Energy and Engineering am kürzesten beschreiben. Wir sind kein Versandshop. Am Anfang steht ein Aufmaßtermin vor Ort, kostenlos und unverbindlich. Dort prüfen wir Geländer und Traglast, messen Ausrichtung und Verschattung und rechnen durch, was mehr Fläche oder ein Speicher bei Ihnen bringt. Die meisten unserer Anlagen haben vier Module mit Speicher. Ob das auch für Sie passt, sagen wir Ihnen ehrlich. Lohnt sich eine Anlage bei Ihnen nicht, sagen wir das.

Das Komplettpaket gibt es ab 2.999 Euro. Es umfasst Aufmaß, Standortanalyse, Systemplanung und Wirtschaftlichkeitsberechnung, Module und Speicher nach Ihrem Verbrauch, die Halterung nach Maß aus dem eigenen Metallbau, Lieferung und Montage, die Anmeldung im Marktstammdatenregister und beim Netzbetreiber sowie die Einweisung. Wer schon ein Balkonkraftwerk anderer Herkunft hat, dem rüsten wir auch einen Speicher nach.

IKV ist ein Einzelunternehmen von Alexander Ivannikov in Waldshut-Tiengen. Wir beraten und montieren im Umkreis von 150 km, gebaut wird vor allem am Hochrhein, aber auch von Freiburg bis Stuttgart und an den Bodensee. Einen Termin fragen Sie über das Kontaktformular an. Wohnen Sie weiter weg, hilft Ihnen der Artikel trotzdem bei der Frage an Ihren Anbieter: Welche Zelle, welcher Wirkungsgrad, welche Garantie, und wer meldet an?