1. Zentrale Faktoren für die Leistung bei schwachem Licht
Im täglichen Betrieb eines Photovoltaiksystems findet die Stromerzeugung nicht nur in der Mittagszeit bei voller Sonneneinstrahlung statt. Morgens, abends, an bewölkten Tagen oder im Winter – diese Bedingungen mit geringer Strahlungsintensität machen einen erheblichen Teil der jährlichen Betriebszeit aus. Besonders in Norditalien, in Gebirgsregionen oder Gegenden mit kurzen Wintertagen beeinflussen sie die Erzeugungskurve deutlich. Die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines Moduls unter schwachem Licht entscheidet daher maßgeblich über den Gesamtertrag des Systems und die Rentabilität der Investition.
Drei Hauptfaktoren bestimmen die Leistung von Solarmodulen bei geringer Einstrahlung:
Erstens das Zellstrukturdesign.
Bei herkömmlichen Modulen befinden sich metallische Leiterbahnen auf der Vorderseite, die einen Teil des einfallenden Lichts blockieren und so die Lichtausbeute verringern. IBC-Module-Technologie (Interdigitated Back Contact) hingegen verlegen alle Kontakte auf die Rückseite, wodurch die Vorderseite vollständig frei bleibt und mehr Licht eingefangen werden kann – ein klarer Vorteil bei geringer Einstrahlung.
Zweitens die spektrale Reaktionsfähigkeit und das Verhalten bei niedriger Lichtintensität.
Im Bereich zwischen 200 und 600 W/m² zeigen verschiedene Technologien deutliche Leistungsunterschiede. Module mit besserer Schwachlicht-Performance können bereits bei sehr geringer Einstrahlung Strom erzeugen und eine stabilere Ausgangsleistung aufrechterhalten, was die tägliche Ertragsdauer verlängert.
Drittens die Umweltanpassungsfähigkeit.
Schwaches Licht geht oft mit niedrigen Temperaturen und einem hohen Anteil an diffusem Licht einher. Hier sind der Temperaturkoeffizient und die Modulverkapselung besonders wichtig. Ein niedriger Temperaturkoeffizient bedeutet, dass das Modul auch bei Kälte weniger an Leistung verliert. IBC-Module zum Beispiel haben einen Temperaturkoeffizienten von -0,29 %/°C – besser als die meisten konventionellen Produkte. In bewölkten oder verschatteten Umgebungen profitieren sie zudem von ihrer Fähigkeit, diffuses Licht effizient zu nutzen und so eine stabile Stromproduktion sicherzustellen.
Die Schwachlichtleistung ist kein isolierter Kennwert, sondern spiegelt die Kombination aus Zellarchitektur, spektraler Empfindlichkeit und Umweltresistenz wider – und ist somit entscheidend für eine gleichmäßige Energieproduktion bei unterschiedlichsten Wetterbedingungen über das ganze Jahr hinweg.
2. Wie erzeugen IBC-Module bei schwachem Licht effizient Strom?
In lichtarmen Umgebungen hängt die Effizienz eines Moduls davon ab, wie gut es das begrenzte Licht einfängt und wie schnell es darauf reagiert. IBC-Module bieten dabei mehrere strukturbedingte Vorteile:
Offene Modulstruktur: Mehr Lichtaufnahmefläche
Das vollständig metallfreie Frontdesign von IBC-Modulen ermöglicht eine größere nutzbare Fläche für einfallendes Licht. Besonders bei schwacher Einstrahlung, flachen Einfallswinkeln oder hohem Anteil an diffusem Licht verbessert dies die Photonenausbeute deutlich.
Schnelle Reaktion bei geringer Einstrahlung
Dank ihrer starken spektralen Reaktion können IBC-Module bereits bei niedriger Beleuchtungsstärke mit der Stromerzeugung beginnen – typische Schwelle: 200 W/m². Dabei bleibt die Ausgangsleistung bei über 85 %, während konventionelle Module unter gleichen Bedingungen deutlich an Leistung verlieren.
Das bedeutet: längere effektive Betriebszeit am Morgen, Abend und bei Bewölkung – und damit ein höherer Tagesertrag.
Bessere Temperaturresistenz bei Kälte
Schwaches Licht geht oft mit niedrigen Temperaturen einher. IBC-Module profitieren hier von einem hervorragenden Temperaturkoeffizienten von -0,29 %/°C – sie verlieren also bei Kälte weniger Leistung und bleiben im Winter sowie zu Tagesrandzeiten leistungsfähig.
Optimierte Materialwahl für diffuses Licht
Die Kombination aus hochreflektierender Rückseitenfolie und lichtdurchlässigem Frontglas steigert die Nutzung von Streulicht. Auch bei indirekter Sonneneinstrahlung liefern IBC-Module eine stabile Ausgangsleistung – besonders wichtig bei komplexen Dächern oder häufigen Verschattungen.
Die überlegene Schwachlichtleistung von IBC-Modulen basiert auf einem systemischen Zusammenspiel aus:
- struktureller Offenheit,
- materialspezifischer Abstimmung
- und reaktiver Zelltechnologie.
Nicht der Wirkungsgrad allein, sondern die Gesamtdynamik macht den Unterschied.
3. Unterschiede im Modulverhalten bei niedriger Einstrahlung
In schwach beleuchteten Umgebungen zeigen sich die Unterschiede zwischen verschiedenen Solartechnologien oft deutlicher als unter Standard-Testbedingungen. Obwohl IBC-, TOPCon- und PERC-Module bei normierter Einstrahlung ähnliche Wirkungsgrade erreichen, variieren ihre Reaktionsgeschwindigkeit, Ausgangsstabilität und spektrale Empfindlichkeit im Bereich von 200–600 W/m² erheblich.
PERC-Module: Später Start, eingeschränkter Spektralbereich
Durch die metallischen Leiterbahnen auf der Vorderseite und ein begrenztes Absorptionsspektrum benötigen PERC-Module meist eine Einstrahlung über 300 W/m², um eine stabile Leistung zu erreichen. Bei morgendlicher, abendlicher oder bewölkter Beleuchtung sinkt ihre Effizienz deutlich.
HJT-Module: Gute Schwachlichtreaktion, aber zögerlich bei Kälte
HJT-Module verfügen über eine verbesserte Passivierungsschicht, die ihnen eine stärkere Reaktion auf schwaches Licht ermöglicht als klassischen Technologien. Dennoch zeigen sie bei extrem geringer Einstrahlung oder niedrigen Temperaturen einen verzögerten Start und leichte Leistungsschwankungen zu Beginn des Ertragsfensters.
TOPCon-Module: Verbesserte Schwachlichtleistung, aber nicht ohne Einschränkungen
Dank optimierter Front-Passivierung und erhöhter Ladungsträgerlebensdauer schneiden TOPCon-Module unter schwacher Einstrahlung besser ab als PERC. Doch auch hier können sich bei sehr niedrigen Lichtwerten oder Kälte Reaktionsverzögerungen zeigen, vereinzelt mit kleinen Leistungssprüngen beim Anfahren.
IBC-Module: Frühstart und Stabilität durch Designvorteil
Durch die freie Vorderseite, eine verbesserte spektrale Reaktionsfähigkeit und optimierte Strompfade liefern IBC-Module unter schwachen Lichtverhältnissen exzellente Ergebnisse. Messungen belegen:
- Frühzeitiger Produktionsstart bei geringer Einstrahlung
- Höhere Ausgangsleistung im Vergleich
- Gleichmäßige Leistungskurve bei Tagesrandzeiten
Gerade bei Dächern mit häufiger Verschattung oder in den lichtschwachen Stunden rund um Sonnenauf- und -untergang verlängern IBC-Module die effektive Betriebszeit deutlich.
In großflächigen Freiflächenanlagen mit nennenswertem bifazialem Reflexionsgewinn bleibt der hohe Bifazialitätsgrad von TOPCon-Modulen ein klarer Vorteil. Doch wenn es um die Frontseitenleistung unter geringer Einstrahlung in dezentralen Anwendungen geht, überzeugen IBC-Module durch ihre konstruktive Optimierung mit stabiler und vorhersagbarer Systemleistung.
4. Geeignete Einsatzszenarien für IBC-Module bei schwachem Licht
Die Schwachlichtfähigkeit von IBC-Modulen ist zwar in technischen Datenblättern gut dokumentiert, ihr eigentlicher Mehrwert zeigt sich jedoch in der Praxis – nämlich in der Anpassungsfähigkeit an reale Einsatzbedingungen. In Projekten mit hohem Anteil an lichtarmen Zeitfenstern oder komplexen Umgebungen werden die strukturellen Vorteile von IBC-Modulen zu messbaren Ertragsgewinnen. Unter schwachen Lichtverhältnissen übertreffen sie in Reaktionsfähigkeit und Stabilität deutlich gängige Technologien wie TOPCon und PERC.
Im Vergleich zu TOPCon-Modulen profitieren IBC-Module von ihrer komplett schattenfreien Vorderseite, wodurch sie früher aktiv werden und eine stabilere Leistung liefern. Im Vergleich zu HJT-Modulen, die bei Kälte sehr gut abschneiden, bieten IBC-Module eine breitere spektrale Reaktion und damit längere effektive Ertragszeiten unter wechselnden Bedingungen.
Typische Einsatzszenarien sind:
- Dächer mit häufiger Verschattung: z. B. städtische Gewerbebauten mit engen Abständen oder Bepflanzung.
- Regionen mit kurzer Wintersonne und hoher Ertragsbedeutung zu Tagesrandzeiten: z. B. Norditalien oder Alpenregion.
- Projekte mit hohen optischen und architektonischen Anforderungen: wie BIPV-Fassaden oder Solardächer von Carports.
- Industriebetriebe mit ausgeprägter Morgen- und Abendlast: z. B. Unternehmen mit Früh- und Spätschichten.
Laut Messungen aus bestehenden Projekten kann der Jahresertrag von IBC-Modulen in Regionen mit weniger als drei Sonnenstunden pro Wintertag um 3–5 % höher liegen als bei gleich starken PERC-Modulen. Auch wenn dieser Unterschied im Tagesverlauf gering erscheint, summiert er sich über die Jahre zu spürbaren Mehrerträgen – insbesondere in Märkten mit hohen Strompreisen oder klar geregelter Einspeisevergütung, wo er sich in Form stabiler Cashflows niederschlägt.
Fazit
In einer Zeit, in der sich Solarmodultechnologien zunehmend annähern, entscheidet nicht mehr allein der Laborwert des Spitzenwirkungsgrads über die reale Systemleistung. Vielmehr kommt es auf die Fähigkeit an, sich an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen. Die Schwachlichtleistung ist dabei ein zentraler Maßstab für die Praxistauglichkeit eines Moduls.
Durch ihre offene Zellstruktur, starke spektrale Empfindlichkeit und exzellente Temperaturstabilität bieten IBC-Module einen echten Vorteil bei nicht-idealen Lichtverhältnissen. Für dezentrale Dachanlagen, Systeme mit ausgeprägter Last zu Randzeiten oder Projekte mit hohen ästhetischen Anforderungen sind sie keine Zusatzkosten, sondern eine verlässliche Quelle für stabile Erträge.
Der wahre Wert leistungsstarker Module liegt nicht im Maximalertrag an Sonnentagen, sondern in der Fähigkeit, auch bei Schwachlicht und Verschattung konstant Energie zu liefern – und dabei jeden verfügbaren Lichtstrahl effizient zu nutzen.
Maysun Solar ist seit 2008 in Europa tätig und hat über 1,1 GW Hochleistungsmodule geliefert. Das Portfolio umfasst IBC Module mit hoher Ertragsstabilität und idealer baulicher Integration – perfekt für Stadtdächer, BIPV sowie heiße oder teilverschattete Standorte. Ergänzt wird das Angebot durch effiziente, witterungsbeständige TOPCon Module und HJT Module für vielfältige Projektanforderungen sowie Balkonkraftwerke für private Nutzer.
Quellenverzeichnis
IEA PVPS – International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme
Task 13: Performance and Reliability of Photovoltaic Systems https://iea-pvps.org/research-tasks/performance-and-reliability/
DNV Energy Systems – PV Module Reliability Scorecard 2023 https://www.dnv.com
TÜV Rheinland – Comparative Testing of Solar Modules Under Low Light Conditions https://www.tuv.com/world/en/comparative-testing-of-solar-modules-under-low-light-conditions.html
NREL – National Renewable Energy Laboratory
Spectral Response and Temperature Coefficient Studies for Silicon Solar Technologies https://www.nrel.gov
Fraunhofer ISE – Photovoltaics Report 2024 https://www.ise.fraunhofer.de
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