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Technologische Entwicklungen und neue Standards in der Photovoltaik

Die Photovoltaik zählt zu den innovativsten Branchen im Energiesektor. Kaum ein Jahr vergeht ohne neue Zelltechnologien, effizientere Moduldesigns oder modernisierte Normen. Für Installateure und Planer bedeutet das: Wer am Markt erfolgreich bleiben will, muss mit den neuesten Trends Schritt halten – denn die Technik entwickelt sich tatsächlich rasanter, als viele denken. In diesem Beitrag beleuchten wir die aktuellen Technologiewechsel bei Solarzellen, den Siegeszug von Glas-Glas-Modulen sowie kommende High-End-Konzepte wie Tandemzellen und Rückkontakt-Technologien. Auch auf Systemebene (Spannung, Modulgröße, Wechselrichter) tut sich einiges. Technologiewissen wird damit zum Schlüssel für Wettbewerbsfähigkeit – jede Neuerung macht PV-Anlagen effizienter, langlebiger und wirtschaftlicher.

Vom p-Typ zum n-Typ: Der Technologiewandel

Über Jahrzehnte dominierten p-Typ-Solarzellen (meist p-Typ-PERC) den Markt. Doch inzwischen vollzieht sich ein Technologiewechsel hin zu n-Typ-Zellen in atemberaubendem Tempo. Neue Zellkonzepte wie TOPCon und HJT setzen auf n-dotiertes Silizium und verdrängen herkömmliche p-Typ-Technologien:

  • TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact): Bereits im Jahr 2025 wird erwartet, dass TOPCon-Zellen etwa 54 % Marktanteil erreichen. TOPCon zeichnet sich durch einen höheren Wirkungsgrad und die Möglichkeit zur Weiterentwicklung auf bestehenden PERC-Produktionslinien aus. Viele große Hersteller (LONGi, Jinko, Trina etc.) haben in kurzer Zeit auf TOPCon umgestellt.

  • HJT (Heterojunction-Technologie): HJT-Zellen, eine Kombination aus kristallinem Silizium und amorphen Siliziumschichten, kommen 2025 zwar erst auf rund 8 % Marktanteil, Tendenz aber steigend. Trotz höherer Investitionskosten bietet HJT exzellente Leistungswerte, insbesondere einen sehr niedrigen Temperaturkoeffizienten.

Die Vorteile der neuen n-Typ-Technologien liegen auf der Hand: Sie erreichen höhere Wirkungsgrade, weisen eine geringere Degradation auf und liefern eine bessere Performance bei hohen Temperaturen im Vergleich zu bisherigen p-Typ/PERC-Zellen. Zum Beispiel sinkt der Leistungsabfall pro Temperaturgrad bei HJT-Zellen auf etwa -0,24 %/K statt -0,35 %/K wie bei PERC – ein deutlicher Vorteil an heißen Tagen. Auch die anfängliche lichtinduzierte Degradation (LID) und potenzialinduzierte Degradation (PID) sind bei n-Typ geringer. TOPCon-Module verlieren im ersten Betriebsjahr meist unter 1 % Leistung und danach nur ca. 0,4 % pro Jahr – so bleibt die Anlage langfristig ertragsstärker.

All diese Faktoren führen dazu, dass Projekte schon jetzt vermehrt mit n-Typ-Modulen ausgestattet werden. P-Typ-Module werden zwar noch verkauft (vor allem aus Kostengründen), aber ihr Anteil schrumpft rapide. Experten gehen davon aus, dass n-Typ-Solarzellen die klassischen p-Typ-Zellen in den kommenden Jahren vollständig ablösen. Laut Prognosen könnte allein TOPCon bis 2025 global bis zu ~80 % Marktanteil erreichen. Für Installationsbetriebe heißt das: Die Einarbeitung in n-Typ-Technologien – von veränderten Anschlussdosen bis hin zu neuen Layouts – wird zum Muss, um State-of-the-Art-Anlagen anbieten zu können.

Glas-Glas als neuer Standard

  • Hohe Robustheit: Glas-Glas-Module bieten den bestmöglichen Schutz für die empfindlichen Solarzellen. Sie sind deutlich widerstandsfähiger gegen Feuchtigkeit, Ammoniak, Salznebel und mechanische Lasten. Da Vorder- und Rückseite aus identischem Material bestehen, wirken thermische Ausdehnungen gleichmäßig – die Zellen werden bei Hitze und Kälte weniger gestresst. Dadurch treten weniger Mikrorisse und andere Defekte auf.

  • Längere Lebensdauer: Dank dieser Robustheit haben Glas-Glas-Module eine deutlich längere Lebensdauer. Viele Hersteller gewähren inzwischen Produkt- und Leistungsgarantien von 30 Jahren und mehr. Die jährliche Leistungsdegradation ist extrem gering – oft unter 0,5 % pro Jahr über 30 Jahre. Zum Vergleich: Bei Standardmodulen lag lange eine 25‑Jahres-Garantie mit 0,7 % jährlicher Degradation üblich. Die verlängerte Haltbarkeit führt zu einem höheren Gesamtertrag über den Lebenszyklus.

  • Weniger Ausfälle und Reklamationen: Die stabile Glas-Glas-Verkapselung reduziert typische Ausfallursachen (etwa Delamination der Rückseitenfolie, PID-Effekte durch Feuchtigkeit oder Zellrisse durch mechanische Spannungen). Im Betrieb zeigen sich daher weniger Leistungsverluste und weniger Garantiefälle. Für Installateure bedeutet das weniger Wartung und geringere Austauschkosten im Feld – ein Pluspunkt in Sachen Kundenzufriedenheit.

  • Ertragsvorteile durch Bifazialtechnik: Viele Glas-Glas-Module sind bifazial (durchsichtig auf der Rückseite). In Kombination mit hellen Dachflächen oder Aufständerungen können sie auch rückseitig Licht einfangen. Der sogenannte bifaciale Faktor liegt bei n-Typ-Modulen deutlich höher als bei PERC – TOPCon erreicht ~85 %, HJT sogar >90 %. Dadurch lässt sich unter guten Bedingungen ein Mehrertrag von 5–20 % erzielen.

  • Bessere Feuer- und Umwelteigenschaften: Glas ist nicht brennbar, wodurch Glas-Glas-Module einen höheren Brandschutz bieten als Kunststoffrückseiten. Zudem sind die eingesetzten Materialien (Glas, Silizium, Aluminium) vollständig recycelbar, was perspektivisch die Umweltbilanz verbessert.

Die anfangs höheren Kosten für Glas-Glas-Technik sind in den letzten Jahren gesunken. Durch Massenproduktion und dünnere Glasschichten sind viele Glas-Glas-Modelle heute nur noch geringfügig teurer als Glas-Folie-Modelle. Deshalb etablieren sie sich in vielen Bereichen als neuer Standard, besonders bei anspruchsvollen Anlagen: So sind Glas-Glas-Module in privaten Dachanlagen 2025 bereits in vielen Fällen zur Norm geworden – der Mehrpreis amortisiert sich durch höhere Zuverlässigkeit. Für Fachbetriebe bieten Glas-Glas-Module schlagkräftige Verkaufsargumente: langlebigere Anlagen, weniger Risiko für den Kunden und potenziell bessere Erträge über die Laufzeit.

Der Blick nach vorn: Tandem- und Rückkontakt-Technologien

Während TOPCon und HJT aktuell die Marktentwicklung bestimmen, stehen schon die nächsten Generationen von Solarzellen in den Startlöchern. Zwei vielversprechende Ansätze sind Tandemsolarzellen und Rückkontakt-Technologien, die derzeit vom Laborstadium Richtung Serienreife drängen.

Tandemzellen (Silizium + Perowskit): Unter Tandem versteht man die Kombination zweier unterschiedlicher Halbleiterschichten, um ein breiteres Lichtspektrum zu nutzen. Am populärsten ist derzeit die Kopplung einer herkömmlichen Siliziumzelle mit einer Perowskit-Solarzelle. Labore weltweit – von Oxford PV bis zu chinesischen Herstellern – melden hier Schlagzeilen: Wirkungsgrade von über 30 % wurden bereits erzielt. Erste Modul-Prototypen erreichen beeindruckende Leistungswerte. So präsentierte Trina Solar im Juni 2025 ein Perowskit-Silizium-Tandem-Modul mit 841 W Nennleistung (bei 27,1 % Modulwirkungsgrad). Dieses Paneel im Großformat (3,1 m²) war das erste Photovoltaikmodul weltweit, das die 800-Watt-Marke durchbrach. Kurz zuvor hatte Trina auch einen Zelleffizienz-Rekord von 31,1 % auf einem industriellen 210-mm-Wafer verkündet. Die Zahlen verdeutlichen das Potenzial: Tandem-Technologien könnten die Effizienzlimite von reinen Siliziumzellen (ca. 26–27 %) deutlich überwinden. Noch sind Perowskit-Tandems in der Pilotfertigung und mit Herausforderungen (Stabilität, Kosten) behaftet. Doch die Entwicklungsrichtung ist klar – in einigen Jahren könnten Module mit 30 %+ Wirkungsgrad und 700–800 Wp Leistung zum neuen High-End-Standard werden. Erste kommerzielle Produkte werden für 2026–2027 erwartet, sofern Haltbarkeitstests erfolgreich sind.

Rückkontakt-Technologien (IBC, HPBC, HJT+Back-Contact): Bei Rückkontaktzellen sind – anders als bei Standardzellen – sämtliche elektrischen Kontakte auf der Zellrückseite angebracht. Dadurch wird die komplette Vorderseite zur Lichtabsorption genutzt, Schattenverluste entfallen. Klassische Vertreter sind IBC-Zellen (Interdigitated Back Contact), wie sie SunPower/Maxeon seit Jahren einsetzt. Neuere Varianten sind etwa HPBC (High Performance Back Contact) von JinkoSolar oder HBC (Heterojunction Back Contact, Kombination aus HJT und Rückkontakt). Diese Technologien haben im Labor bereits hervorragende Wirkungsgrade erzielt: Heterojunction-Back-Contact-Zellen überschritten zuletzt 26 % Zellwirkungsgrad, und Module auf IBC/HPBC-Basis erreichen in Tests um 24–25 %. LONGi stellte z.B. 2023 einen HBC-Prototyp vor, der in der Größe eines Standardmoduls 25,2 % Effizienz schaffte. Im Mai 2025 ging LONGi sogar einen Schritt weiter und präsentierte mit dem Hi-MO S10 das erste kommerziell verfügbare HJT-Rückkontakt-Modul für den Wohndachbereich. Dieses 54-Zell-Modul erreicht bis zu 510 W Leistung bei etwa 25 % Modulwirkungsgrad und ist damit eines der effizientesten PV-Module am Markt. Es nutzt 27,6 %-Effizienz-Zellen und kombiniert sie mit bifazialem, busbarfreiem Design.

Die Rückkontakt-Technologien stehen kurz vor dem Durchbruch in die Massenfertigung. Zwar sind IBC-Module (z.B. SunPower Maxeon) bereits seit Langem erhältlich, jedoch waren sie teuer und hauptsächlich im Premiumsegment. Durch die Kombination mit n-Typ-Heterojunction (für noch höhere Effizienz) und verbesserte Produktionsprozesse (z.B. SmartWire statt klassischer Lötverbinder) sinken die Kosten allmählich. Branchenanalysten erwarten, dass IBC/HBC-Module in den nächsten 1–2 Jahren vermehrt auf den Markt kommen – insbesondere für dachkritische Anwendungen, wo maximale Leistung auf begrenzter Fläche gefragt ist. Mit Laboreffizienzen von 26 % und ersten Produkten um 25 % Wirkungsgrad sehen wir hier das nächste große Effizienz-Upgrade am Horizont. Kurzum: Die Effizienzkurve ist noch lange nicht am Ende – weder auf Zell- noch auf Modulebene.

Neue Standards auf Systemebene

Nicht nur bei den Solarzellen und Modulen, auch auf Systemebene schreitet die technische Entwicklung voran. Insbesondere bei Großanlagen, aber zunehmend auch in normalen Installationen, setzen sich neue Standards durch, die höhere Leistung und effizienteren Betrieb ermöglichen.

1500 V DC-Systemspannung: Lange Zeit waren Photovoltaik-Stränge auf maximal 1000 V Gleichspannung ausgelegt. In den letzten Jahren haben jedoch Wechselrichter, Module und Verkabelung für 1500 V DC Einzug gehalten – vor allem im Utility-Scale-Bereich. Mittlerweile sind 1500-Volt-Systeme weitgehend zum Industrie-Standard geworden. Der Vorteil liegt darin, dass man pro Strang mehr Module in Reihe schalten kann, wodurch bei gleicher Leistung der Strom reduziert wird. Niedrigere Ströme bedeuten geringere Leitungsverluste und ermöglichen die Verwendung dünnerer Kabel – das senkt die BoS-Kosten (Balance of System) deutlich. Außerdem können bei höherer Spannung mehr Module pro MPP-Tracker und pro Wechselrichter angeschlossen werden, was die Anzahl der benötigten Komponenten (Combiner Boxen, Wechselrichter) verringert. Insgesamt lassen sich so große PV-Anlagen kostengünstiger und effizienter bauen. Der nächste Schritt steht sogar schon bevor: Erste Hersteller testen bereits 2000 V Systeme, und in einigen Märkten (z.B. USA, China) wurden 2000V-Module und -Inverter 2024 zertifiziert. In Europa dürfte 1500 V aber vorerst der maßgebliche Standard bleiben, zumal auch viele größere Dachanlagen davon profitieren.

Größere Modulflächen: Ein eher regulatorischer, aber praxisrelevanter Wandel ist die in Deutschland eingeführte 3-Quadratmeter-Regel. Bisher galten Module mit über 2 m² Fläche als bauaufsichtlich genehmigungspflichtig, was den Einsatz von XXL-Modulen auf Dächern einschränkte. Ende 2024 wurde nun die zulässige Einzelmodulfläche auf bis zu 3 m² erhöht. Diese Anpassung der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) hat bereits in den meisten Bundesländern Gesetzeskraft erlangt. Praktisch bedeutet das: Hersteller können größere Module (z.B. 2,5 m²) anbieten, ohne dass Installateure dafür eine Sondergenehmigung einholen müssen. Viele neue Hochleistungsmodule – etwa solche mit 78 oder 80 Zellen im Format 2,4–2,6 m² – sind damit einfacher einsetzbar. Größere Module bedeuten weniger Module für die gleiche Leistung, was Installationszeit spart. Insbesondere bei Indach-Systemen und bei Gewerbedächern, wo Handhabung möglich ist, dürften solche großflächigen Module nun verstärkt zum Einsatz kommen. (Zu beachten: Das Gewicht steigt natürlich entsprechend mit der Fläche, weshalb in der Praxis zwei Monteure zum Heben nötig sind. Dennoch ist die Regelvereinfachung ein Schritt, der den Weg für leistungsstärkere Module frei macht.)

Hybridwechselrichter mit Speicher und Notstrom: Immer häufiger setzen sich Hybrid-Wechselrichter durch – also Geräte, die PV-Erzeugung und Batteriespeicher in einem System vereinen. Moderne dreiphasige Hybridwechselrichter ersetzen separate Solar- und Batteriewechselrichter, was Kosten spart und die Installation vereinfacht. Viele dieser Geräte bieten zusätzlich eine Notstromfunktion: Fällt das öffentliche Netz aus, können sie in wenigen Millisekunden auf Inselsystem umschalten und das Haus aus der PV-Anlage und Batterie versorgen. Leistungsstarke Modelle liefern im Backup bis zu 10 kW und können ganze Haushalte netzunabhängig betreiben. Zusätzlich sind heute Smart-Grid-Funktionen integriert – etwa Schnittstellen zur intelligenten Steuerung von Wärmepumpen und Wallboxen (Elektroauto-Ladestationen) entsprechend dem PV-Ertrag. Ein Beispiel ist SMA’s Sunny Tripower Smart Energy, ein 2-in-1-Gerät mit speziellen Anschlüssen, um Wärmepumpen anzusteuern und Überschussstrom fürs Laden des E-Autos freizugeben. Auch dynamische Netzdienste (Einspeisemanagement, Frequenzhaltung) beherrschen viele Hybridwechselrichter, sodass sie mit zukünftigen Smart-Grid-Anforderungen kompatibel sind. Für Installateure bedeutet dies neue Möglichkeiten, Kunden ganzheitliche Energielösungen zu bieten – PV-Anlage, Speicher, Backup und Sektorkopplung in einem. Zugleich erfordert es Know-how in der Speicherintegration, Programmierung von Energieflüssen und Kenntnis der Förderbedingungen für Batteriesysteme. Der Trend geht klar dahin, PV-Anlagen “fit für Notfälle” und zugleich optimal ins Hausenergiemanagement eingebunden zu installieren

Fazit

Die Photovoltaik befindet sich 2025 mitten in einem Generationswechsel. Bewährte Technologien wie PERC haben ihren Zenit erreicht und machen Platz für die nächste Modul-Generation: Hocheffiziente n-Typ-Zellen (allen voran TOPCon und HJT) etablieren sich als neuer Marktstandard. Parallel dazu werden konstruktive Verbesserungen wie Glas-Glas-Module immer häufiger – sie bieten robustere, langlebigere Solarmodule, was sowohl Betreibern als auch Installateuren zugutekommt. Doch damit ist die Entwicklung nicht am Ende: In den Startlöchern stehen bereits Tandem-Solarzellen, die die 30%-Wirkungsgradmarke knacken, sowie neue Rückkontakt-Architekturen, die ebenfalls Wirkungsgradrekorde setzen. Diese Innovationen werden die Standards von morgen prägen.

Für Installationsbetriebe bedeutet das eine Herausforderung und Chance zugleich. Technologiewissen avanciert zum entscheidenden Wettbewerbsvorteil – wer die neuesten Zelltechniken und Systemstandards versteht, kann seine Kunden besser beraten und zukunftssichere Anlagen anbieten. Jede Innovation, ob auf Modulebene (höhere Effizienz, geringere Degradation) oder auf Systemebene (leistungsfähigere Wechselrichter, höhere Spannung, größere Module), trägt dazu bei, dass PV-Anlagen noch effizienter, langlebiger und wirtschaftlicher werden. Die Solarbranche bleibt also spannend und dynamisch. Fest steht: Die Zukunft gehört den innovativen Lösungen – und schon heute darauf zu setzen, heißt, sich einen Vorsprung im Markt von morgen zu sichern.

N-Typ-Zellen (wie TOPCon, HJT) bieten einen höheren Wirkungsgrad und geringere Degradation als p-Typ (PERC). Sie haben oft auch einen besseren Temperaturkoeffizienten – verlieren also bei Hitze weniger Leistung. Zudem sind n-Typ-Zellen unempfindlicher gegenüber LID (lichtinduzierter Degradation) und PID. Kurz: Mehr Ertrag über die Lebensdauer und stabilerer Betrieb unter schwierigen Bedingungen.

Sie erlaubt in Deutschland die Installation von PV-Modulen bis zu einer Fläche von 3 m² ohne extra Bauartgenehmigung. Früher lag die Grenze bei 2 m² pro Modul, was sehr große Module auf Dächern praktisch ausschloss oder bürokratisch erschwerte. Jetzt können z.B. Module der 800-Watt-Klasse mit ~2,6 m² Fläche frei verbaut werden, sofern die Landesbauordnung angepasst wurde (was bis Ende 2024 in fast allen Bundesländern geschah). Für Endkunden heißt das: Größere Module = weniger Module für dieselbe Leistung. Installateure müssen allerdings auf Handhabung (Gewicht, Größe) achten, haben aber insgesamt mehr Auswahl an Modultypen.

Ein Hybrid-Wechselrichter ist ein Wechselrichter, der neben PV-Modulen auch einen Batteriespeicher direkt einbinden kann – also Solartechnik und Batterietechnik in einem Gerät. Er wandelt Gleichstrom von den Modulen und/oder Batterien ins Hausnetz und Netzstrom um. Der Vorteil: Man benötigt kein separates Batteriewechselrichter-Gerät, das spart Kosten und Platz. Moderne Hybrid-Wechselrichter bieten oft Notstromfähigkeit, d.h. sie können bei Netzausfall innerhalb von Sekundenbruchteilen auf Inselbetrieb gehen und das Haus aus der Batterie speisen. Außerdem haben viele integrierte Smart-Home-Schnittstellen (für Wärmepumpen, Wallboxen, Smart-Meter). Ob er sich lohnt, hängt ab: Wenn man einen Speicher plant, ist ein Hybridgerät meist günstiger und zukunftssicher. Ohne Speicher ist ein normaler PV-Wechselrichter ausreichend – viele Hybride kann man aber auch zunächst ohne Batterie nutzen und später einen Speicher nachrüsten. Insgesamt sind Hybrid-Wechselrichter besonders für Eigenheimbesitzer interessant, die eine maximale Unabhängigkeit (Stromspeicher, Notstrom) und Energiemanagement anstreben.

TOPCon steht für Tunnel Oxide Passivated Contact – eine Weiterentwicklung der PERC-Zelle, bei der eine dünne Oxidschicht und eine polykristalline Siliziumschicht auf der Zellrückseite den Kontakt verbessern. HJT bedeutet Heterojunction with Intrinsic Thin layer. Hierbei werden dünne amorphe Siliziumschichten auf einen kristallinen Wafer aufgebracht. Beide Technologien gehören zur n-Typ-Familie und erreichen höhere Wirkungsgrade: TOPCon lässt sich auf bestehenden Anlagen produzieren, HJT benötigt neue Fertigung, bietet aber z.B. einen sehr niedrigen Temperaturkoeffizient von ~-0,24 %/K.

Weil Vorder- und Rückseite aus Glas bestehen, sind die Zellen besser vor Umwelteinflüssen geschützt. Feuchtigkeit, Sauerstoff und mechanische Belastungen dringen kaum ein. Dadurch reduziert sich die Degradation – viele Glas-Glas-Module haben nur ~0,3–0,5 % Leistungsverlust pro Jahr und kommen mit 30-Jahres-Garantien. Zudem gibt es keine Kunststofffolie, die spröde werden oder reißen könnte. Das Ergebnis: höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer.

Tandemzellen kombinieren zwei unterschiedliche Solarzellen übereinander, meist eine klassische Siliziumzelle und eine Perowskit-Zelle. So wird ein breiteres Lichtspektrum genutzt, was Wirkungsgrade jenseits 30 % ermöglicht. Aktuell (2025) sind Tandemzellen noch im Forschungs- und Pilotstadium. Erste Prototyp-Module (z.B. von Trina Solar) erzielten bereits 27 % Modulwirkungsgrad und über 800 W Leistung. Experten rechnen ab 2026/27 mit den ersten kommerziellen Tandem-Modulen in kleiner Stückzahl, breiter Markteintritt eher Ende der 2020er.

Bei Rückkontaktzellen liegen alle Metallkontakte auf der Rückseite. Vorne gibt es keine Busbar-Schattierungen mehr, was mehr Lichtausbeute bedeutet. IBC (Interdigitated Back Contact) ist ein bewährtes Design (z.B. SunPower), HBC (Heterojunction Back Contact) kombiniert dieses mit HJT-Technik. Vorteil: sehr hohe Wirkungsgrade – Labormuster überschreiten 26 %. Zudem sehen Module ohne sichtbare Vorderseitenleiter schicker aus (vollschwarz). Nachteil bisher waren höhere Kosten. Mit neuen Herstellern (LONGi, Jinko) und Massenfertigung könnte diese Technologie aber bald im Premiumsegment gängig werden. LONGi’s neues HJT-IBC-Modul etwa erreicht 25 % Effizienz bei 510 W – ein Hinweis, wohin die Reise geht.

Technologische Entwicklungen und neue Standards in der Photovoltaik

19.08.2025 Photovoltaik
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