Olika typer av solcellspaneler

Idag går det att köpa tre typer av solcellspaneler; monokristallina-, polykristallina- och tunnfilms-solcellspaneler.  I den här artikeln pratar vi mer om de tre solcellstyperna samt potentiella framtida paneltyper.


Monokristallina solceller

Monokristallina solcellspaneler anses vara mer exklusiva premiumpaneler. Tillsammans med de polykristallina panelerna står de för 95 % av världsmarknaden. Dess huvudsakliga fördelar är högre effekt och verkningsgrad samt mer tilltalande utseende. I Sverige passar dem bra då de tillverkar gott om solel även vid låga mängder solljus.

De monokristallina solcellspanelerna konstrueras från kristallint silikon med endast en kristall. Detta ger dem en svart ton i utseendet.

Eftersom att cellerna endast består av en kristall kan elektronerna i solcellerna röra sig mer fritt, vilket ger dem en något högre verkningsgrad än sina syskonpaneler. Massproducerade monokristallina solcellspaneler har ofta en verkningsgrad på ca 19 %, men de varierar mellan 17 – 23 %.

Vid konstruktionen av monokristallina solceller smälts de ner till kvadrater, varefter hörnen skärs av vilket ger upphov till visst svinn av material.

monokristallin solcellspanel närbild

Polykristallina solceller

Polykristallina solcellspaneler är en något mindre effektiv typ av solpanel. Fördelen med polykristallina solceller är att de kommer till ett lägre pris än monokristallina solceller. De passar generellt sett bäst på anläggningar med gott om plats, t.ex. vid industribyggnader och lantbruk.

De polykristallina solcellspanelerna konstrueras från kristallint silikon bestående av flera kristaller. Detta ger dem en blåskimrande ton.

Eftersom att solcellerna består av flera kristaller blir det svårare för elektronerna att röra sig, vilket ger dem en något lägre verkningsgrad. Massproducerade polykristallina solcellspaneler har i regel en verkningsgrad på ca 17 %, men den varierar mellan 15 – 19 %.

Vid konstruktionen av polykristallina solceller smälts kristallerna ner till kvadrater varefter de får stelna. Detta gör att de bidrar till ett något mindre restavfall då ingen del av solcellerna skärs av och kastas.

 

Tunnfilmssolceller

Tunnfilmssolceller är en mycket billig men lågeffektiv typ av solcellsteknik. Eftersom att tunnfilmssolceller har låg effekt per kvadratmeter är tekniken inte lämplig för villatak.

Tunnfilmssolceller produceras från amorf silikon, ibland i kombination med andra halvledarämnen. Dessa solceller är precis som monokristallina solceller svarta i tonen.

Eftersom att cellerna har en amorf struktur blir det svårare för elektronerna att röra sig, vilket ger dem en betydligt lägre verkningsgrad. Massproducerade tunnfilmssolceller har vanligtvis en verkningsgrad på ca 12 %, men den kan variera mellan 10 – 15 %.

Vid produktion av tunnfilmssolceller går det att kombinera flera olika ämnen, men de faller alla under samma kategori. Några exempel på typer av tunnfilmstyper är:

  • CdTe-tunnfilmssolceller: Består av kadmium-tellurid, och har en lägre verkningsgrad i jämförelse med tunnfilmssolceller av GIGS-typ.
  • CIGS-tunnfilmssolceller: Består av koppar, selen, indium och gallium, och har en lägre kostnad per solcellspanel i jämförelse med solcellspaneler av CdTe-typ.

tunnfilmssolcell närbild

Poly- vs mono- vs tunnfilmssolceller

När det kommer till mono- tunnfilms- och polykristallina solceller fyller de samma funktion: att konvertera solljus till solel. Men eftersom tunnfilmssolceller har såpass låg effekt per kvadratmeter installeras de i princip aldrig på villatak.

Tidigare dominerade polykristallina solcellspaneler marknaden i och med att de hade högst effekt per investerad krona. På grund av teknikförbättringar och kostnadsreduceringar har dock monokristallina solcellspaneler blivit den vanligaste typen under senare år. Idag erbjuds det och installeras i princip uteslutande monokristallina solceller på privatbostäder i Sverige.

I tabellen nedan hittar du en sammanställning av skillnaderna mellan solcellstyperna:

Monokristallina paneler Polykristallina paneler Tunnfilmspaneler
Verkningsgrad ca 19 % ca 17 % ca 12 %
Prisläge Premium Budget Billiga
Livslängd (ca) 80 % effekt efter 25 år 80 % effekt efter 25 år 80 % effekt efter 10 år
Färg Svarta Blåskimrande Svarta
Övrigt Effektiva vid lite solljus Bra för stora anläggningar Form- och böjbara

Vad väljer man – mono, poly eller tunnfilm?

Valet av solcellstyper kan verka krångligt, då alla förstås vill ha de bästa solcellerna. Vi har därför sammanställt tre punkter att ta i beaktan när du väljer vilken typ av solceller du vill installera.

  • Tillgänglighet hos leverantören: Till att börja med är det inte alla leverantörer som har alla tre tekniker tillgängliga. Den vanligaste tekniken är monokristallina solceller, medans i princip ingen leverantör erbjuder solcellspaket med tunnfilmssolceller. Kostnaden och leveranstiden ökar ofta om man vill ha en solcellstyp som leverantören inte har i lager eller lättillgängligt.
  • Plats på taket: De tre olika teknikerna har olika effekt per kvadratmeter, vilket också speglas i priset. Har man väldigt gott om plats på taket (t.ex. en lager- eller lantbruksbyggnad) kan polykristallina solceller och tunnfilmssolceller vara ett bra val. För de flesta hustaken passar dock monokristallina solceller bäst.
  • Personlig preferens: De olika solcellstyperna har olika utseende. Vi anser att den svarta tonen från de monokristallina solcellerna gör sig bäst på hustak, men detta är uppenbarligen en personlig preferens.

Solcellstekniker under utveckling

Solcellsbranschen är i ständig utveckling, och det finns idag flera olika tekniker som det forskas på i labbmiljö. Av olika skäl finns dessa solcellstekniker inte kommersiellt representerade idag, men det är möjligt att de kommer bli det i framtiden.

PERC-solceller

PERC, eller Passivated Emitter and Rear Cell-paneler, har ett extra reflekterande lager bakom solcellen för att absorbera solljus som gått rakt igenom cellen. PERC-solceller har därmed en högre verkningsgrad än vanliga solcellspaneler.

Fördelen med tekniken är att den högre verkningsgraden inte medför en nämnvärt förhöjd tillverkningskostnad.

Perovskitsolceller

Perovskitsolceller tillverkas av perovskitmaterial och har precis som kiselsolceller en kristallstruktur. Tekniken är väldigt lovande då den har en låg tillverkningskostnad, och en väldig hög teoretisk verkningsgrad på 66 % (jämfört med 32 % för kiselsolceller).

De stora utmaningarna med tekniken är att den idag är kräver tungmetallen bly, degraderas fort och är känslig för fukt, syre och ljus.

Nanotrådsbaserade solceller

Nanotrådsbaserade solceller är baserade på nanotrådsteknoklogi, och har potential av skapa solcellspaneler med en hög verkningsgrad och låg materialanvändning. Bland annat kan det användas som en film som placeras utanpå kiselsolceller för att öka deras verkningsgrad.

Eftersom att nanoteknik fortfarande är ett relativt nytt forskningsområde är denna teknik fortfarande i ett tidigt forskningsstadie.