Vorteile, Nachteile und Unterschiede von P-Typ und N-Typ bei Solarzellen, -modulen.

28.6.2025

Welches sind die Vorteile von P-Typ Solarzellen?

Obwohl die Solarmarktlandschaft sich rasant weiterentwickelt und N-Typ-Technologien zunehmend in den Vordergrund rücken, bieten P-Typ Solarmodule nach wie vor bestimmte attraktive Vorteile. Diese Module, die lange Zeit den Markt dominierten, bleiben in spezifischen Szenarien eine wirtschaftlich sinnvolle Option.

Hauptvorteile von P-Typ Solarmodulen:

Geringere Kosten P-Typ Solarmodule sind in der Regel kostengünstiger in der Anschaffung als N-Typ Module. Dies liegt primär daran, dass P-Typ Module schon länger auf dem Markt sind und es für ihre Herstellung mehr etablierte Produktionstechnologien gibt. Der Herstellungsprozess von P-Typ Siliziumwafern ist einfacher und die Dotierung mit Bor ist leichter zu kontrollieren und gleichmäßiger verteilt, was zu den geringeren Kosten beiträgt.

Aktuelle Preise zeigen, dass P-Typ Zellen zuletzt etwa 0,081 Euro/W kosteten, während N-Typ Zellen bei etwa 0,088 Euro/W lagen.

Für Installateure und Großhändler könnten P-Typ PERC-Module sogar zu Preisen von nur 12 Cent/Wattpeak erhältlich sein.

Weite Verbreitung und großer Marktanteil P-Typ Solarmodule sind derzeit noch weit verbreitet und beliebter auf dem Markt als N-Typ Module. Die PERC-Technologie, eine Unterart der P-Typ Zellen, dominierte 2019 den Markt mit bis zu 65% Marktanteil und machte 2022 immer noch 87,5% der neuen Produktionslinien aus. Dies zeigt, dass P-Typ-Technologien nach wie vor eine große Rolle in der Photovoltaik-Industrie spielen.

Verfügbarkeit von Lagerbeständen In Europa gibt es derzeit umfangreiche Lagerbestände an P-Typ Modulen. Hersteller und Installateure haben ein natürliches Interesse daran, diese bereits produzierten Module zuerst zu verbrauchen, was die sofortige Verfügbarkeit und möglicherweise weitere Preisvorteile bedeuten kann.

Strahlungsbeständigkeit P-Typ Zellen haben sich in der Vergangenheit als widerstandsfähiger gegenüber Weltraumstrahlung und Degradation erwiesen. Diese Eigenschaft führte zu ihrer Dominanz in Raumfahrtanwendungen.

Einfacherer Produktionsprozess.

Im Vergleich zu N-Typ-Technologien ist der Herstellungsprozess von P-Typ-Zellen weniger komplex und umfasst weniger Produktionsschritte. Dies trägt zur Kosteneffizienz bei.

Der Markt bewegt sich schnell in Richtung N-Typ-Technologien, die Vorteile in Bezug auf Effizienz, Degradation und Lebensdauer bieten. Analysten prognostizieren, dass N-Typ-Zellen voraussichtlich zwischen 2025 und 2026 den P-Typ-Zellen in Bezug auf den Marktanteil übertreffen und diese in den kommenden Jahren möglicherweise sogar ganz vom Markt verdrängen könnten. Trotzdem können P-Typ Module kurzfristig und in bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei Budgeteinschränkungen und ausreichendem Platz, immer noch eine gute Wahl darstellen.

Welches sind die Nachteile von P-Typ Solarzellen?

Obwohl P-Typ Solarmodule lange Zeit den Solarmarkt dominierten und immer noch weit verbreitet sind, zeichnet sich ein deutlicher technologischer Wandel hin zu N-Typ-Zellen ab. Diese Entwicklung ist primär auf die inhärenten Nachteile der P-Typ-Technologie zurückzuführen, die im Folgenden näher beleuchtet werden:

Anfälligkeit für Lichtinduzierte Degradation (LID).

Ein bekannter Schwachpunkt von P-Typ-Modulen ist ihre Anfälligkeit für die lichtinduzierte Degradation (LID). P-Typ-Panels werden mit Bor dotiert, welches mit Luftsauerstoff reagiert und die Leistung eines Moduls im Laufe der Zeit um bis zu 10 % verringern kann. Obwohl dies bei der ursprünglichen Konzeption für den Weltraumeinsatz, wo Sauerstoffmangel herrscht, kein Problem war, kann es bei der Nutzung zu Wohnzwecken auf der Erde zu einer vorübergehenden Leistungsreduzierung nach der Inbetriebnahme führen. Konkret zeigen PERC-Module (eine gängige P-Typ-Technologie) im ersten Jahr eine Dämpfung von 2-2,5 % und danach jährlich 0,45-0,55 %. Im Gegensatz dazu weisen N-Typ-Zellen aufgrund ihrer Phosphordotierung eine deutlich geringere LID-Degeneration auf, da Bor-Sauerstoff-Defekte vermieden werden.

Begrenzte Effizienz und Entwicklungspotenzial.

P-Typ-Solarzellen, insbesondere solche mit PERC-Technologie, haben im Vergleich zu N-Typ-Zellen eine geringere Umwandlungseffizienz. Während N-Typ-Solarmodule Wirkungsgrade von bis zu 25,7 % erreichen können, liegen P-Typ-Module bei etwa 23,6 %. Die P-Typ-Technologie kommt im Modul über 22 % Effizienz nicht hinaus. Der theoretische Wirkungsgrad von monokristallinen PERC-Zellen liegt bei maximal 24,5 %, was es in der Praxis schwierig macht, ihren Wirkungsgrad noch erheblich zu verbessern. Dies begrenzt den Entwicklungsspielraum für P-Typ-Batterien erheblich.

Geringere Langzeitstabilität und Lebensdauer.

Im Vergleich zu N-Typ-Solarmodulen haben P-Typ-Module konstruktionsbedingt eine kürzere Gesamtlebensdauer. Die altersbedingte Leistungsdegradation bei P-Typ-Modulen liegt typischerweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 Prozent jährlich. Dies führt dazu, dass die Herstellergarantien bei P-Typ-Glas-Folie-Modulen oft bei 12 Jahren Produktgarantie und 25 Jahren Leistungsgarantie mit >80% auf 25 Jahre liegen, während N-Typ-Glas-Glas-Module 30 Jahre Produktgarantie und >89% auf 30 Jahre Leistungsgarantie bieten können.

Empfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen.

P-Typ-Solarzellen sind in der Regel empfindlicher gegenüber hohen Umgebungstemperaturen als N-Typ-Zellen. Mit steigender Temperatur sinkt die Leistung des Moduls. Bei P-Typ-Zellen kann die Ausgangsleistung bei einem Temperaturanstieg von 1 °C um etwa 0,4 % bis 0,5 % sinken, wohingegen der Temperaturkoeffizient von N-Typ-Zellen nur etwa die Hälfte davon beträgt.

Niedrigere Rückseiten-Effizienz (Bifazialität).

Die Rückseitenleistung von P-Typ-PERC-Zellen ist geringer als die von N-Typ-Zellen, mit einer Effizienz von etwa 75 %. N-Typ-Zellen, wie TOPCon und HJT, bieten hier deutlich höhere Werte, was zu einem größeren Energiegewinn auf der Rückseite des Moduls führen kann.

Schlechteres Schwachlichtverhalten.

P-Typ-Batterien weisen eine weniger gute spektrale Reaktion unter Niedriglichtbedingungen auf. Dies bedeutet, dass sie in Zeiten geringer Bestrahlungsintensität, wie morgens, abends oder an bewölkten und regnerischen Tagen, weniger effektiv Strom erzeugen können als N-Typ-Batterien.

P-Typ-Solarmodule sind zwar aufgrund ihrer längeren Existenz und etablierten Produktionstechnologien kostengünstiger, ihre Leistung, Effizienz und Langlebigkeit durch die genannten Nachteile begrenzt sind. Dies erklärt, warum der Marktanteil von P-Typ-Zellen voraussichtlich in den kommenden Jahren schrumpfen und möglicherweise ab 2026 von N-Typ-Zellen übertroffen wird.

Technische Daten P-Typ Solarzellen. 

Die wichtigsten technischen Daten und Eigenschaften von P-Typ Solarzellen sind:

Zellaufbau und Dotierung:

• P-Typ Solarzellen bestehen aus einem Siliziumwafer, dessen Basisschicht mit Bor dotiert ist. Bor besitzt ein Elektron weniger als Silizium, wodurch „Elektronenlöcher“ entstehen und die Zelle positiv geladen wird.
• Die obere Emitterschicht ist typischerweise positiv geladen, da sie mit Phosphor dotiert ist.
• Dieser Aufbau wird auch als N+/P-Typ-Struktur bezeichnet, wobei N+ die obere Schicht und P die Basisschicht darstellt.

Umwandlungseffizienz (Wirkungsgrad):

• Traditionelle P-Typ-Zellen (insbesondere PERC-Technologie) erreichen eine Effizienz von etwa 20% bis 22% auf dem Markt.
• Gängige P-Typ-PERC-Module weisen einen Wirkungsgrad von bis zu 23,6% auf. 
• Die theoretische Grenze für monokristalline PERC-Zellen liegt bei maximal 24,5%, was es in der Praxis schwierig macht, ihren Wirkungsgrad noch erheblich zu verbessern.
• Im Allgemeinen kommt die P-Typ-Technologie im Modul nicht über 22% Effizienz hinaus.

Leistungsdegradation (Alterung):

• P-Typ-Module sind anfällig für die lichtinduzierte Degradation (LID). Die Bor-Dotierung kann mit Luftsauerstoff reagieren und die Leistung eines Moduls im Laufe der Zeit um bis zu 10% verringern.
• PERC-Module zeigen typischerweise eine Dämpfung von 2%-2,5% im ersten Jahr.
• Danach liegt die jährliche Dämpfung bei 0,45%-0,55%.
• Die altersbedingte Leistungsdegradation bei P-Typ-Modulen wird allgemein mit jährlich 0,1 bis 0,5 Prozent beziffert.

Temperaturverhalten:

P-Typ-Zellen sind empfindlicher gegenüber hohen Temperaturen. Bei einem Temperaturanstieg von 1 °C kann die Ausgangsleistung um etwa 0,4 % bis 0,5 % sinken.

Rückseiten-Effizienz (Bifazialität):

Die Rückseitenleistung von P-Typ-PERC-Zellen ist geringer als die von N-Typ-Zellen und liegt bei etwa 75%.

Lebensdauer und Garantien:

• P-Typ-Solarmodule haben konstruktionsbedingt eine kürzere Gesamtlebensdauer als N-Typ-Solarmodule.
• Für Glas-Folie P-Typ PERC-Module wird oft eine Produktgarantie von 12 Jahren und eine Leistungsgarantie von >80% auf 25 Jahre gegeben.
• Für Glas-Glas P-Typ PERC-Module liegt die Produktgarantie bei 30 Jahren und die Leistungsgarantie bei >85% auf 30 Jahre.

Kosten (im Vergleich zu N-Typ):

• P-Typ-Solarmodule sind in der Regel kostengünstiger als N-Typ-Module.
• Aktuelle Preise für P-Typ-Zellen lagen zuletzt bei etwa 0,081 Euro/W.
• PERC-Module sind teilweise für 12 Cent/Wattpeak (Wp) erhältlich.

Weitere Eigenschaften:

Historisch gesehen haben P-Typ-Zellen eine höhere Beständigkeit gegen Weltraumstrahlung und Degradation gezeigt, was zu ihrer Dominanz in Raumfahrtanwendungen führte.

Sie weisen eine weniger gute spektrale Reaktion unter Niedriglichtbedingungen auf als N-Typ-Batterien, was ihre Effektivität morgens, abends oder an bewölkten/regnerischen Tagen mindert.

Obwohl die P-Typ-Technologie weiterhin eine wichtige Rolle im Solarmarkt spielt, insbesondere aufgrund ihrer Kosteneffizienz und weiten Verbreitung, ist ihr Entwicklungspotenzial begrenzt. Der Markt verschiebt sich zunehmend in Richtung N-Typ-Technologien, die in vielen dieser technischen Kategorien überlegen sind.

 

Welches sind die Vorteile von N-Typ Solarzellen?

Diese „neue Generation“ von Solarmodulen bietet im Vergleich zu den bisher dominierenden P-Typ-Modulen eine Reihe von entscheidenden Vorteilen, die sie zu einer zukunftsweisenden Wahl für Photovoltaikanlagen machen, einschließlich Balkonkraftwerken. Die Hauptvorteile von N-Typ Solarmodulen sind:

Höhere Umwandlungseffizienz N-Typ-Solarmodule weisen im Allgemeinen eine höhere Effizienz auf als herkömmliche P-Typ-Module. Dies liegt daran, dass N-Typ-Siliziumschichten weniger anfällig für Verunreinigungen und Defekte sind, was die Rekombination der Ladungsträger reduziert und somit die Effizienz erhöht. N-Typ-Solarmodule können Wirkungsgrade von bis zu 25,7 % erreichen, während P-Typ-Module bei etwa 23,6 % liegen. Im Modul können N-Typ-Technologien locker über 22 % und teilweise sogar über 23 % Effizienz erreichen, während P-Typ-Technologien im Modul nicht über 22 % Effizienz hinauskommen. Der höhere Wirkungsgrad von N-Typ-Zellen entsteht durch die freien Elektronen in ihrem Aufbau, die mehr direktes Sonnenlicht in Strom umwandeln können.

Geringere Degradation und längere Lebensdauer.

Ein entscheidender Vorteil von N-Typ-Zellen ist ihre deutlich geringere Anfälligkeit für lichtinduzierte Degradation (LID). P-Typ-Paneele, die mit Bor dotiert sind, können ihre Leistung im Laufe der Zeit durch die Reaktion von Bor mit Luftsauerstoff um bis zu 10 % verringern. N-Typ-Wafer hingegen werden hauptsächlich mit Phosphor dotiert, wodurch die durch Bor-Sauerstoff-Paare verursachte LID vermieden wird. Das PERC-Modul (P-Typ) zeigt im ersten Jahr 2-2,5 % Dämpfung und danach 0,45-0,55 % jährlich, während N-Typ-TOPCon-Module im ersten Jahr 1 % und danach 0,40 % Dämpfung aufweisen. Diese geringere Degradation führt zu einer längeren Gesamtlebensdauer. Herstellergarantien spiegeln dies wider: Glas-Glas N-Typ TOPCon-Module bieten bis zu 30 Jahre Produktgarantie und über 89 % Leistungsgarantie auf 30 Jahre, verglichen mit 12 Jahren Produktgarantie und über 80 % auf 25 Jahre bei P-Typ Glas-Folie-Modulen.

Besseres Temperaturverhalten.

N-Typ-Solarzellen sind in der Regel weniger empfindlich gegenüber hohen Umgebungstemperaturen als P-Typ-Zellen. Ihr Temperaturkoeffizient ist niedriger, was bedeutet, dass die Ausgangsleistung bei einem Temperaturanstieg von 1 °C nur etwa die Hälfte dessen sinkt, was bei P-Typ-Zellen der Fall wäre (P-Typ: 0,4 % bis 0,5 % pro °C). Dies macht N-Typ-Zellen besonders geeignet für Regionen mit hohen Temperaturen und guten Lichtverhältnissen.

Höhere Rückseiten-Effizienz (Bifazialität).

N-Typ-Solarzellen, insbesondere TOPCon und HJT, weisen eine höhere Bifazialität auf als P-Typ-PERC-Zellen. Die Rückseiten-Effizienz von P-Typ-PERC-Zellen liegt bei etwa 75 %, während N-Typ-TOPCon-Zellen über 85 % und N-Typ-HJT-Zellen bis zu 95 % erreichen können. Dies ermöglicht einen größeren Energiegewinn auf der Rückseite des Moduls, insbesondere in PV-Kraftwerken mit hoher Oberflächenreflexion.

Besseres Schwachlichtverhalten.

N-Typ-Batterien zeigen eine verbesserte spektrale Reaktion unter Niedriglichtbedingungen. Das bedeutet, sie können auch bei geringer Bestrahlungsintensität, wie morgens, abends oder an bewölkten und regnerischen Tagen, effektiver Strom erzeugen als P-Typ-Batterien.

Zukunftstechnologie und Marktentwicklung.

N-Typ-Technologien wie TOPCon und HJT werden als die Photovoltaik-Zellentechnologie der nächsten Generation angesehen. China hat sich entschieden, komplett auf N-Typ-Technologie umzustellen, und es gibt keine Investitionen mehr in P-Typ. Analysten prognostizieren, dass N-Typ-Zellen bis 2026 den P-Typ-Zellen in Bezug auf den Marktanteil übertreffen könnten. Für 2025 wird erwartet, dass über 70 % der Produktion von der N-Typ-Zelle stammen werden. Diese Entwicklung wird durch das hohe Entwicklungspotenzial und die Fähigkeit der N-Typ-Zellen, die Stromerzeugungskosten zu senken, vorangetrieben.

Obwohl N-Typ-Zellen in der Anschaffung aktuell noch etwas teurer sein können und der Produktionsprozess komplexer ist, werden die Mehrkosten voraussichtlich durch die genannten Effizienz- und Langlebigkeitsvorteile sowie Skaleneffekte bei steigender Produktion bald ausgeglichen. Die Kombination aus N-Typ-Technologie und Glas-Glas-Modulen bietet zusätzliche Vorteile in Bezug auf Langlebigkeit und gesteigerten Ertrag.

Welches sind die Nachteile von N-Typ Solarzellen?

Wie bei jeder aufstrebenden Technologie gibt es auch bei N-Typ Solarmodulen bestimmte Nachteile und Herausforderungen, die für potenzielle Käufer und die Industrie relevant sind. Die wichtigsten Nachteile von N-Typ Solarzellen sind:

Höhere Anschaffungs- und Produktionskosten.

Ein wesentlicher Nachteil von N-Typ Solarmodulen sind die in der Regel höheren Kosten im Vergleich zu ihren P-Typ-Gegenstücken. Die Vorabkosten für N-Typ-Solarmodule sind höher als für P-Typ-Module. Aktuelle Preisvergleiche zeigen, dass P-Typ-Zellen etwa 0,081 Euro/W kosten, während N-Typ-Zellen bei etwa 0,088 Euro/W liegen, was P-Typ-Zellen einen Preisvorteil verschafft. Dieser Preisunterschied resultiert hauptsächlich aus dem aufwendigeren und komplexeren Herstellungsprozess der N-Typ-Zellen. Zudem profitieren N-Typ-Zellen noch nicht im gleichen Maße von den Skaleneffekten wie die bereits etablierten P-Typ-Siliziumwafer.

Komplexität des Produktionsprozesses.

Der Herstellungsprozess von N-Typ Solarzellen ist komplexer und erfordert mehr Produktionsschritte im Vergleich zu P-Typ-Zellen. Dies erhöht nicht nur die Kosten, sondern stellt auch höhere Anforderungen an die Produktionsverfahren, um die gewünschten hohen Wirkungsgrade zu erzielen. Obwohl Fortschritte erzielt wurden, wie die Überwindung von Herausforderungen bei der Oberflächenbehandlung, ist die Massenproduktion in großem Maßstab für viele etablierte Hersteller, die auf PERC-Technologie ausgerichtet waren, noch nicht ohne weiteres wirtschaftlich. Die Technologie ist anspruchsvoller, und es muss genau verstanden werden, wie jeder Produktionsschritt funktioniert und welche potenziellen Probleme auftreten könnten.

Herausforderungen bei Marktdurchdringung und Infrastruktur.

Trotz des schnellen Wachstums haben N-Typ-Zellen derzeit noch einen kleineren Marktanteil als P-Typ-Zellen. Die Industriekette für N-Typ-Solarzellen ist noch nicht vollständig ausgereift; die Verbesserung der unterstützenden Einrichtungen muss beschleunigt werden, um eine echte Massenproduktion zu ermöglichen. Dies führt auch zu einer gewissen Verunsicherung im Markt, insbesondere wenn neue Hersteller, die auf „Turnkey-Fabriken“ setzen, Schwierigkeiten haben könnten, qualitativ hochwertige Produkte zu fertigen. Zudem gibt es in Europa derzeit noch Millionen von gelagerten P-Typ-Modulen, die Hersteller und Installateure zuerst verbauen möchten, bevor sie vollständig auf N-Typ umsteigen. Sollten die Kostensenkungen bei N-Typ-Zellen langsamer als erwartet erfolgen, könnten nachgelagerte Hersteller ihre Investitionspläne verzögern, was die Marktentwicklung kurzfristig beeinflussen würde.

Materialverfügbarkeit (Silber).

Ein potenzieller Nachteil von N-Typ-Zellen ist ihr höherer Silberverbrauch im Vergleich zu P-Typ-Zellen. Es gibt Bedenken, dass die Silberverfügbarkeit nicht ausreichen könnte, wenn die jährliche Produktion ab 2027 auf über ein Terawatt (TW) ansteigt. Obwohl intensiv an der Reduzierung des Silberbedarfs und dem teilweisen Ersatz durch Kupfer gearbeitet wird, und Experten diese Herausforderung als lösbar erachten, bleibt dies ein kritischer Punkt für die langfristige Skalierung der N-Typ-Technologie.

N-Typ-Solarzellen sind trotz ihrer überlegenen technischen Leistung (wie höhere Effizienz, bessere Temperaturstabilität und geringere Degradation unter idealen Bedingungen) mit Herausforderungen in Bezug auf Kosten, Produktionskomplexität, Marktdurchdringung und Materialverbrauch konfrontiert. Diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, auch wenn die Branche insgesamt einen starken Trend zur N-Typ-Technologie zeigt und die Vorteile voraussichtlich die anfänglichen Nachteile überwiegen werden, sobald Skaleneffekte greifen und die Produktionsprozesse weiter optimiert werden.

Technische Daten N-Typ Solarzellen.

Technische Daten und Merkmale von N-Typ Solarzellen:

Höhere Umwandlungseffizienz:

• N-Typ-Solarmodule können Wirkungsgrade von bis zu 25,7 % erreichen, während P-Typ-Module bei etwa 23,6 % liegen.
• Im Modul erreichen N-Typ-Technologien wie TOPCon und HJT locker über 22 % und teilweise sogar über 23 % Effizienz, wohingegen P-Typ-Technologien im Modul nicht über 22 % hinauskommen. 
• TOPCon-Solarzellen (N-Typ) haben auf dem Markt eine allgemeine Effizienz von 22 % bis 24 %.
• Der theoretische maximale Wirkungsgrad von TOPCon kann sogar 27,1 % (einseitig) bzw. 28,7 % (doppelseitig) erreichen.
• Das Fraunhofer ISE hat mit einer N-Typ-Solarzelle (TOPCon-Modulaufbau) einen Weltrekord-Wirkungsgrad von 25,3 % erreicht. Beidseitig kontaktierte N-Typ-Solarzellen haben das Potenzial für Wirkungsgrade von bis zu 27 %.
• HJT-Solarzellen (N-Typ) erreichen Wirkungsgrade von 23 % bis 24 %.
• IBC-Solarzellen (N-Typ) haben bereits Wirkungsgrade von bis zu 25 % erzielt.
• In einer einjährigen Feldstudie zeigten N-Typ-Solarmodule einen 3,9 % höheren Stromertrag im Vergleich zu P-Typ-PERC-Modulen. Tests des PV Evolution Labs ergaben ein Effizienzplus von etwa 1,5 %.

Geringere Degradation und längere Lebensdauer:

• N-Typ-Solarmodule weisen eine deutlich geringere Anfälligkeit für lichtinduzierte Degradation (LID) auf, da N-Typ-Wafer hauptsächlich mit Phosphor dotiert sind und Bor-Sauerstoff-Defekte vermieden werden.
• Das PERC-Modul (P-Typ) zeigt im ersten Jahr 2-2,5 % Dämpfung und danach 0,45-0,55 % jährlich.
• N-Typ-TOPCon-Module weisen im ersten Jahr 1 % Dämpfung und danach 0,40 % Dämpfung jährlich auf.
• N-Typ-HJT-Module zeigen im ersten Jahr 1 % Dämpfung und 0,25 % Dämpfung jährlich.
• Die Leistungsverluste bei N-Typ-Solarzellen durch altersbedingte Degradation liegen im unteren Bereich von 0,1 bis 0,5 Prozent jährlich.
• N-Typ-Solarmodule haben aufgrund ihrer Konstruktion eine längere Lebensdauer als P-Typ-Module.
• Herstellergarantien für Glas-Glas N-Typ TOPCon-Module betragen bis zu 30 Jahre Produktgarantie und über 89 % Leistungsgarantie auf 30 Jahre. Zum Vergleich: P-Typ Glas-Folie-Module bieten in der Regel 12 Jahre Produktgarantie und über 80 % Leistungsgarantie auf 25 Jahre.

Besseres Temperaturverhalten:

• N-Typ-Solarzellen sind weniger empfindlich gegenüber hohen Temperaturen.
• Ihr Temperaturkoeffizient ist niedriger; die Ausgangsleistung sinkt bei einem Temperaturanstieg von 1 °C nur etwa um die Hälfte dessen, was bei P-Typ-Zellen der Fall wäre.
• Spezifische Temperaturkoeffizienten: PERC (P-Typ) -0,37%/°C, TOPCon (N-Typ) -0,29%/°C, HJT (N-Typ) -0,24%/°C.

Höhere Rückseiten-Effizienz (Bifazialität):

• N-Typ-Solarzellen weisen eine höhere Bifazialität auf.
• Die Rückseiten-Effizienz von P-Typ-PERC-Zellen liegt bei etwa 75 %.
• N-Typ-TOPCon-Zellen erreichen über 85 %.
• N-Typ-HJT-Zellen können bis zu 95 % erreichen.

Besseres Schwachlichtverhalten:

N-Typ-Zellen zeigen eine verbesserte spektrale Reaktion unter Niedriglichtbedingungen und können auch morgens, abends oder an bewölkten und regnerischen Tagen effektiver Strom erzeugen. Sie zeigen auch eine bessere Schattenverträglichkeit.

Materialverfügbarkeit:

Ein potenzieller Nachteil ist der höhere Silberverbrauch im Vergleich zu P-Typ-Zellen, aber es wird intensiv an der Reduzierung und dem teilweisen Ersatz durch Kupfer gearbeitet.

Kosten (Anschaffung):

• N-Typ-Solarmodule sind in der Regel teurer in der Anschaffung als P-Typ-Module.
• P-Typ-Zellen kosten etwa 0,081 Euro/W, während N-Typ-Zellen bei etwa 0,088 Euro/W liegen. Es wird jedoch erwartet, dass sich die Preise durch Skaleneffekte und optimierte Produktionsprozesse annähern.

Marktentwicklung und Produktion:

• Die Produktionskapazität für N-Typ-Technologien liegt derzeit bei schätzungsweise 400 GW.
• Für 2024 wird prognostiziert, dass 70 % der Solarzellenproduktion von N-Typ-Zellen stammen werden. Davon entfallen voraussichtlich 80 % auf TOPCon, 10 % auf HJT und 10 % auf IBC.
• Experten erwarten, dass N-Typ-Zellen zwischen 2025 und 2026 den P-Typ-Zellen in Bezug auf den Marktanteil übertreffen könnten.
• China hat sich entschieden, komplett auf N-Typ-Technologie umzustellen, und es gibt keine Investitionen mehr in P-Typ.

Produktionskomplexität:

Der Herstellungsprozess von N-Typ-Solarzellen ist komplexer und erfordert mehr Produktionsschritte. Dies kann anfangs zu höheren Produktionskosten und Qualitätsschwankungen bei Herstellern führen, die nicht über langjährige Erfahrung in der N-Typ-Produktion verfügen.

N-Typ-Solarzellen bieten in vielen Leistungsbereichen Vorteile, auch wenn sie aktuell noch etwas höhere Anschaffungskosten und eine komplexere Fertigung aufweisen.

Was sind die Unterschiede zwischen P-Typ und N-Typ Solarzellen?

N-Typ- und P-Typ-Solarzellen sind die beiden Hauptkategorien von kristallinen Silizium-Solarzellen, die sich in ihrem Aufbau und ihren Leistungseigenschaften unterscheiden. Hier sind die wesentlichen Unterschiede:

Aufbau und Dotierungselemente:

P-Typ-Solarzellen.

Bei P-Typ-Zellen ist die Basisschicht (der dickere Bereich des Wafers) mit Bor (B) dotiert. Bor besitzt ein Elektron weniger als Silizium, wodurch ein "Elektronenloch" entsteht und die positiven Ladungsträger überwiegen. Die obere Emitterschicht ist mit Phosphor dotiert. P-Typ-Zellen bilden eine N+/P-Typ-Struktur.

N-Typ-Solarzellen.

Bei N-Typ-Zellen besteht die Basisschicht aus N-Typ-Silizium, das mit Phosphor (P) oder Arsen-Atomen negativ dotiert ist. Phosphor besitzt ein zusätzliches Elektron im Vergleich zu Silizium, wodurch freie Elektronen entstehen. Die obere Emitterschicht ist durch Dotierung mit Bor negativ geladen.

Umwandlungseffizienz:

• N-Typ-Solarzellen haben eine höhere Umwandlungseffizienz.
• N-Typ-Module können Wirkungsgrade von bis zu 25,7 % erreichen, verglichen mit 23,6 % bei P-Typ-Modulen.
• TOPCon-Solarzellen erreichen auf dem Markt Effizienzen von 22 % bis 24 %, mit einem theoretischen Maximum von 27,1 % (einseitig) bzw. 28,7 % (doppelseitig).
• HJT-Solarzellen erreichen 23 % bis 24 %.
• IBC-Solarzellen können Wirkungsgrade von bis zu 25 % erreichen.
• Das Fraunhofer ISE erreichte mit einer N-Typ-Solarzelle (TOPCon-Modulaufbau) einen Weltrekord-Wirkungsgrad von 25,3 %. Beidseitig kontaktierte N-Typ-Solarzellen haben das Potenzial für Wirkungsgrade bis zu 27 %.
• In einer einjährigen Feldstudie zeigten N-Typ-Solarmodule einen 3,9 % höheren Stromertrag im Vergleich zu P-Typ-PERC-Modulen. Tests des PV Evolution Labs ergaben ein Effizienzplus von etwa 1,5 %.
• P-Typ-Solarzellen (insbesondere PERC-Technologie) liegen typischerweise zwischen 20 % und 22 %, und kommen im Modul nicht über 22 % hinaus. Der theoretische Wirkungsgrad von monokristallinen PERC-Zellen liegt bei 24,5 %.

Degradation und Lebensdauer.

• N-Typ-Solarzellen zeigen eine deutlich geringere Anfälligkeit für lichtinduzierte Degradation (LID) und Potential-induzierte Degradation (PID).
• N-Typ-Wafer sind hauptsächlich mit Phosphor dotiert, wodurch Bor-Sauerstoff-Defekte vermieden werden, die bei P-Typ-Zellen LID verursachen.
• TOPCon-Module weisen im ersten Jahr 1 % Dämpfung und danach 0,40 % jährlich auf. HJT-Module zeigen im ersten Jahr 1 % Dämpfung und 0,25 % jährlich.
• Die Leistungsverluste bei N-Typ-Solarzellen durch altersbedingte Degradation liegen im unteren Bereich von 0,1 bis 0,5 Prozent jährlich.
• N-Typ-Solarmodule haben aufgrund ihrer Konstruktion eine längere Lebensdauer als P-Typ-Module. Herstellergarantien für Glas-Glas N-Typ TOPCon-Module betragen bis zu 30 Jahre Produktgarantie und über 89 % Leistungsgarantie auf 30 Jahre.
• P-Typ-Solarzellen sind anfällig für LID, da Bor mit Sauerstoff interagiert, was die Leistung im Laufe der Zeit um bis zu 10 % verringern kann.
• PERC-Module zeigen im ersten Jahr 2-2,5 % Dämpfung und danach 0,45-0,55 % jährlich.
• Glas-Folie P-Typ-Module bieten in der Regel 12 Jahre Produktgarantie und über 80 % Leistungsgarantie auf 25 Jahre.

Temperaturverhalten.

• N-Typ-Solarzellen sind weniger empfindlich gegenüber hohen Temperaturen. Ihr Temperaturkoeffizient ist niedriger; die Ausgangsleistung sinkt bei einem Temperaturanstieg von 1 °C nur etwa um die Hälfte dessen, was bei P-Typ-Zellen der Fall wäre.
• Spezifische Temperaturkoeffizienten: TOPCon (N-Typ) -0,29 %/°C, HJT (N-Typ) -0,24 %/°C.
• P-Typ-Solarzellen haben einen höheren Temperaturkoeffizienten, z.B. PERC -0,37 %/°C.

Rückseiten-Effizienz (Bifazialität).

• N-Typ-Solarzellen weisen eine höhere Bifazialität auf.
• N-Typ-TOPCon-Zellen erreichen über 85 %.
• N-Typ-HJT-Zellen können bis zu 95 % erreichen.
• P-Typ-PERC-Zellen haben eine Rückseiten-Effizienz von etwa 75 %.

Schwachlichtverhalten.

N-Typ-Zellen zeigen eine verbesserte spektrale Reaktion unter Niedriglichtbedingungen. Sie können auch morgens, abends oder an bewölkten und regnerischen Tagen effektiver Strom erzeugen und zeigen eine bessere Schattenverträglichkeit.

Kosten und Produktionskomplexität.

• N-Typ-Solarzellen sind in der Regel teurer in der Anschaffung. P-Typ-Zellen kosten etwa 0,081 Euro/W, während N-Typ-Zellen bei etwa 0,088 Euro/W liegen.
• Der Herstellungsprozess von N-Typ-Zellen ist komplexer und erfordert mehr Produktionsschritte. Dies erhöht die Kosten und stellt höhere Anforderungen an die Produktionsverfahren. 
• N-Typ-Zellen profitieren noch nicht im gleichen Maße von den Skaleneffekten wie P-Typ-Siliziumwafer.
• Die Komplexität kann dazu führen, dass Newcomer, die auf "Turnkey-Fabriken" setzen, Schwierigkeiten bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte haben könnten.
• P-Typ-Solarzellen sind aufgrund ihrer längeren Existenz und ausgereifteren Produktionstechnologie kostengünstiger.

Materialverfügbarkeit (Silber).

Ein potenzieller Nachteil von N-Typ-Zellen ist ihr höherer Silberverbrauch im Vergleich zu P-Typ-Zellen. Es gibt Bedenken hinsichtlich der Silberverfügbarkeit, wenn die jährliche Produktion ab 2027 über ein Terawatt (TW) steigt, obwohl intensiv an der Reduzierung und dem Ersatz durch Kupfer gearbeitet wird.

Marktentwicklung.

Der Marktanteil von N-Typ-Zellen wächst schnell. Im Jahr 2023 machten N-Typ-Zellen etwa 30 % des Gesamtmarktes aus. Für 2024 wird prognostiziert, dass 70 % der Solarzellenproduktion von N-Typ-Zellen stammen werden, wobei 80 % davon auf TOPCon, 10 % auf HJT und 10 % auf IBC entfallen.

Experten erwarten, dass N-Typ-Zellen zwischen 2025 und 2026 den P-Typ-Zellen in Bezug auf den Marktanteil übertreffen könnten und P-Typ-PERC-Zellen allmählich zurückgehen oder sogar ganz verschwinden könnten.

China hat sich entschieden, komplett auf N-Typ-Technologie umzustellen und investiert nicht mehr in P-Typ-Zellen.

Disclaimer / Abgrenzung

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