Erbringen rückseitig kontaktierte Solarmodule bei Teilverschattung tatsächlich eine bessere Leistung?
Ein Käufer stellte uns letzten Monat eine einfache Frage: “Produzieren rückseitig kontaktierte Solarmodule auch dann noch Strom, wenn mein Dach teilweise beschattet wird?” Das ist eine berechtigte Frage. Verschattung ist eines der teuersten und am wenigsten verstandenen Probleme bei der Solaranlagenplanung. Und die rückseitig kontaktierte Technologie (BC-Technologie) hat sich als Lösung etabliert.
Die kurze Antwort lautet: Ja, BC-Module kommen im Allgemeinen besser mit Teilverschattung zurecht als herkömmliche TOPCon- oder PERC-Module. Die ausführliche Antwort ist jedoch hilfreicher. Sie erklärt die Gründe dafür, wie groß die tatsächliche Verbesserung ist und wo die BC-Technologie ein schlecht geplantes System dennoch nicht retten kann.
Dieser Leitfaden erläutert die physikalischen Grundlagen, die unabhängigen Labordaten und die praktische Einkaufscheckliste, die Ingenieure und Projektmanager tatsächlich benötigen.
Warum ein kleiner Schatten einen großen Leistungsverlust verursacht
Stellen Sie sich eine Reihe von Zellen wie eine Kette von Eimern vor, die Wasser entlang einer Leitung weiterleiten. Jeder Eimer muss sich gleich weit bewegen, sonst verlangsamt sich die gesamte Kette. Solarzellen funktionieren nach demselben Prinzip, wenn sie in Reihe geschaltet sind.
Wenn eine Zelle im Schatten liegt, kann sie nicht denselben Strom leiten wie ihre Nachbarzellen. Der gesamte Stromkreis sinkt auf den Ausgang der schwächsten Zelle ab, unabhängig davon, wie klein der Schatten ist. Dies ist ein grundlegendes Verhalten von Reihenschaltungen, und deshalb kann selbst ein Schatten von der Größe eines Vogelkots eine Rolle spielen.
Schlimmer noch: Die beschattete Zelle produziert nicht nur keinen Strom mehr, sondern beginnt ihn auch zu absorbieren. Umliegende Zellen drücken Strom zurück durch die dunkle Zelle, wodurch diese sich schnell erhitzt. Ingenieure bezeichnen dies als Hotspot. Unbehandelt können Hotspots das Vergussmaterial beschädigen, Lötstellen zum Brechen bringen und in seltenen Fällen Brände verursachen.
Bypass-Dioden dienen dazu, diese Schäden zu begrenzen. Sinkt die Spannung in einem beschatteten Bereich zu stark ab, leitet die Diode den Strom um diesen Bereich herum. Das Problem: Ein Standardmodul ist üblicherweise in drei diodengeschützte Abschnitte unterteilt. Eine einzige beschattete Zelle kann ein Drittel des Moduls abschalten, obwohl der Schatten selbst nur eine winzige Fläche bedeckt.
Was unterscheidet rückseitige Kontaktzellen?
Bei rückseitig kontaktierten Zellen befinden sich beide elektrischen Kontakte auf der Rückseite der Zelle. Frontseitig kontaktierte Bauweisen wie PERC und TOPCon benötigen Metallschienen, die über die Vorderseite verlaufen, um den Strom abzuleiten. Rückseitig kontaktierte Zellen verzichten vollständig auf dieses Gitter.
Diese einzelne Designänderung bringt zwei separate Vorteile für die Beschattung mit sich:
Größere nutzbare Oberfläche. Da BC-Zellen keine vorderen Stromschienen zur Sonneneinstrahlung benötigen, weisen sie von vornherein einen höheren Wirkungsgrad auf. Selbst ein teilweise beschattetes BC-Modul erzeugt oft mehr Strom als ein vollständig unbeschattetes Modul älterer Bauart, einfach weil der unbeschattete Bereich mehr Energie verbraucht.
Ein eingebauter, sanfter Ausfallmechanismus. Der Abstand zwischen den positiven und negativen Kontakten auf der Rückseite einer BC-Zelle ist sehr gering. Unter Sperrspannung führt dieser geringe Abstand dazu, dass die Zelle bei einer niedrigen Spannung, typischerweise zwei bis fünf Volt, in den sogenannten “weichen Durchbruch” gerät, verglichen mit etwa zehn bis zwanzig Volt bei herkömmlichen Zellen mit Frontkontakt. [8]. Vereinfacht ausgedrückt: Die Zelle selbst beginnt, den Strom um den beschatteten Bereich herumzuleiten, noch bevor die Bypass-Diode auf Modulebene überhaupt aktiviert werden muss.
Die Hersteller verwenden für diese Umleitung auf Zellebene unterschiedliche Marketingbezeichnungen. LONGi nennt seine Version in der HPBC 2.0-Plattform “Schwache Leitfähigkeit”. AIKO bezeichnet seinen Ansatz in den ABC-Modulen als Optimierung der Teilverschattung. Die zugrundeliegende Physik ist eng verwandt: Der Strom sucht sich einen Weg um die dunkle Zelle herum, anstatt den gesamten Strang zu blockieren.
Was unabhängige Labore tatsächlich gemessen haben
Werbeaussagen lassen sich leicht aufstellen. Unabhängige Labordaten sind schwerer zu widerlegen. Drei unabhängige Organisationen – TÜV Rheinland, CPVT und TÜV Nord – haben vier Vergleichsreihen zwischen BC-Modulen und herkömmlichen TOPCon-Modulen unter kontrollierten Verschattungsbedingungen veröffentlicht.
| Labor / Zertifizierung | Modul getestet | Testbedingung | Ergebnis |
|---|---|---|---|
| TÜV Rheinland (Okt. 2025) | LONGi HPBC 2.0 (Hi-MO X10) vs. TOPCon | Identische Teilbeschattung, Temperatur des Hotspots | TOPCon erreichte einen Spitzenwert über 160 °C; HPBC 2.0 blieb nahe 100 °C, eine Reduzierung um 77 °C. [1] |
| TÜV Rheinland (Juni 2025) | LONGi Hi-MO X10 | Klassifizierung punktförmiger Schattierungen | A+ Bewertung für die Anti-Schattierungsleistung |
| CPVT, China (Sept. 2025) | LONGI Hi-MO X10 vs. TOPCon | Einzelzelle, 50 Prozent beschattet | 10,15 Prozent Leistungsverlust gegenüber 36,48 Prozent bei TOPCon [2] |
| TÜV Rheinland 2 PfG 2926/01.23 | AIKO Neostar 475 W | Drei Standard-Schattenmasken (lange Kante, kurze Kante, Einzelzelle) | Zertifikat der Klasse A, zusätzlicher Leistungsverlust von fünf Prozent oder weniger [3] |
| TÜV Nord | AIKO ABC vs. TOPCon | Einzelzelle vollständig beschattet | Bis zu 30 Prozent höhere Leistung durch das ABC-Modul [4] |
Diese Ergebnisse weisen ein bemerkenswertes Muster auf. Der Vorteil zeigt sich am deutlichsten bei leichter, lokaler Beschattung: Vogelkot, ein einzelnes Blatt, der Schatten eines kleinen Lüftungsschachts. Dies ist auch das häufigste Beschattungsszenario in der Praxis auf gewerblichen und privaten Dächern und weitaus häufiger als ein Schornstein oder Baum, der ein Drittel der Dachfläche beschattet.
Der ehrliche Hinweis, den jeder Käufer kennen sollte
Hier liegt der entscheidende Unterschied zwischen einer sorgfältigen technischen Bewertung und einem reinen Verkaufsgespräch. Es gibt keine IEC-Norm, die pauschal bestätigt, dass “alle rückseitig kontaktierten Paneele bei Teilverschattung überlegen sind”.
Die relevanten Normen, einschließlich IEC 61215-2 MQT09 für die Dauerhaftigkeit von Hotspots. [6] und IEC 61730-2 für Verpolungssicherheit [7], Die Prüfungen umfassen Zuverlässigkeit und Sicherheit. Sie vergleichen nicht den Energieertrag verschiedener Zelltechnologien. Ein separater Standard, IEC TS 63140, befasst sich mit der Beständigkeit gegenüber Teilverschattung, wurde jedoch primär für monolithisch integrierte Dünnschichtmodule und nicht für die von den meisten kommerziellen Abnehmern spezifizierten kristallinen Siliziummodule entwickelt. [5].
Die oben genannten Zertifizierungen – TÜV Rheinland A+ und Klasse A sowie CPVT Three-Proof-Zertifikat – sind anerkannt, unabhängig geprüft und aussagekräftig. Sie beziehen sich jedoch auf spezifische Modulfamilien, die unter bestimmten Schattenbedingungen mit spezifischen Wettbewerbern verglichen wurden. Sie stellen keine allgemeingültige Branchenregel dar, die besagt, dass jedes BC-Panel in jeder Verschattungssituation besser abschneidet als jedes TOPCon-Panel.
Für Einkaufsteams ist diese Unterscheidung wichtig. Wenn ein Lieferant eine überlegene Schattierungsleistung behauptet, fragen Sie nach, welches Labor den Test durchgeführt hat, welches Konkurrenzprodukt als Vergleichsmaßstab diente und welches Schattierungsmuster angewendet wurde. Eine vage Bezugnahme auf “BC-Technologie” ohne konkreten Testbericht sollte Anlass für Nachfragen geben.
Eine 2025 veröffentlichte, von Fachkollegen begutachtete Simulationsstudie des staatlichen Schlüssellabors für Photovoltaikwissenschaft und -technologie von Trinasolar und der Universität Nanchang liefert hier nützliche Präzisionsangaben. [9]. Die Forscher modellierten BC- und TOPCon-Module unter drei standardisierten Verschattungsmustern – Einzelzellen-, Kurzkanten- und Langkantenverdeckung – und stellten fest, dass BC-Module TOPCon nur dann übertreffen, wenn weniger als drei Zellen in einem Teilstring verschattet sind. Jenseits dieser Schwelle liefern beide Technologien statistisch identische Ergebnisse, da beide bei ausreichend starker Verschattung letztendlich auf dieselbe Bypass-Diodenlogik zurückgreifen. Dieses Ergebnis deckt sich mit den oben genannten Zertifizierungsdaten: Der dokumentierte Vorteil von BC ist real, zeigt sich aber nur bei geringer Verschattung und nicht in jedem Verschattungsszenario.
| Sie sind sich nicht sicher, welche Zertifizierung für das Beschattungsprofil Ihres Projekts gilt? Fragen Sie das Ingenieurteam von Couleenergy. für den Testbericht, der zu jedem Modul gehört, das Sie evaluieren. |
Die BC-Subtechnologien sind nicht alle identisch
| Technologie | Beschattungsmechanismus | Bestes dokumentiertes Ergebnis |
|---|---|---|
| IBC (Interdigitated Back Contact) | Sanfter Rückbruch auf Zellebene, entwickelt für Schattentoleranz | Verbesserte Ausgangsleistung und geringere Rückwärtsbelastung in von Experten begutachteten Zelltests, wobei für größere beschattete Bereiche weiterhin Bypass-Dioden erforderlich sind. [8] |
| HPBC 2.0 (LONGi) | Auslegung zur Ableitung schwacher Leitungsströme | 77 °C niedrigere Hotspot-Temperatur; 10,15 % gegenüber 36,48 % Leistungsverlust bei 50 % Verschattung einer einzelnen Zelle (gemäß CPVT). |
| ABC (AIKO) | Niedrige Sperrspannung dank der interdigitalen Rückseitenkontaktgeometrie; kontrollierter, weicher Durchbruch leitet den Strom passiv auf Zellenebene um – keine separate Elektronik erforderlich | Bis zu 30 Prozent höhere Leistung bei einer einzelnen, vollständig beschatteten Zelle, laut TÜV Nord; TÜV Rheinland Klasse-A-Zertifikat |
Jedes Design löst dasselbe zugrundeliegende physikalische Problem mit einem anderen technischen Ansatz. Keines der Designs beseitigt die Verschattungsverluste vollständig. Sie reduzieren jedoch die Nachteile und senken das Brandrisiko, das mit der Bildung von Hotspots einhergeht.
Was ist wichtiger als die Mobilfunktechnologie allein?
Diesen Aspekt betonen die Anbieter selten, da er den Fokus von der einzelnen Zelle auf das Gesamtsystem verlagert. In realen Installationen spielen hinsichtlich der Verschattungsleistung meist mehrere andere Faktoren eine größere Rolle als die Wahl zwischen BC und TOPCon.
- Bypass-Diodenkonfiguration. Ein Modul, das in mehrere kleinere, diodengeschützte Abschnitte unterteilt ist, verliert pro beschatteter Zelle weniger Leistung als ein Modul mit weniger, größeren Abschnitten.
- Halb- oder drittelgeteiltes Zellenlayout. Kleinere Zellsegmente verringern den Bereich, der von einem einzelnen Bypass-Ereignis betroffen ist.
- String-Design und Parallelschaltung. Durch die Verteilung der Lichter auf verschiedene Dachflächen verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine Schattenquelle ein ganzes Lichter beeinträchtigt.
- Leistungselektronik auf Modulebene. Optimierer und Mikro-Wechselrichter ermöglichen es jedem Modul, unabhängig von den verschatteten Nachbarmodulen an seinem maximalen Leistungspunkt zu arbeiten. Diese einfache Änderung führt oft zu einer größeren Verbesserung der Verschattungsreduzierung als die Umstellung auf Schaltzellentechnologie.
- Ausrichtung und Neigung des Arrays. Eine standortspezifische Schattenanalyse während der Planungsphase deckt Probleme auf, die nach der Installation durch keine Mobilfunktechnologie mehr behoben werden können.
Unsere Empfehlung für Ingenieure, die Systeme an teilweise beschatteten Standorten spezifizieren: Betrachten Sie die BC-Technologie als solide Basisverbesserung und ergänzen Sie diese durch intelligente String-Designs sowie, bei starker oder unvorhersehbarer Verschattung, durch Elektronik auf Modulebene. Die Kombination ist den Einzelansätzen stets überlegen.
Checkliste für Käufer zur Bewertung von Angaben zur Schattierung
| ✅ | Fragen Sie nach dem konkreten Namen des Labors und dem Testbericht, nicht nach allgemeinen Werbeaussagen. |
| ✅ | Bitte bestätigen Sie, welches Vergleichsmodul als Benchmark verwendet wurde. |
| ✅ | Prüfen Sie, ob das Schattenmuster mit den Gegebenheiten vor Ort übereinstimmt (Einzelzelle, Randstreifen oder große Fläche). |
| ✅ | Überprüfen Sie die Anzahl der Bypass-Dioden und den Abschnittsaufbau im Datenblatt. |
| ✅ | Fragen Sie, ob die Degradationsdaten nicht nur die anfängliche Leistung, sondern auch wiederholte Temperaturzyklen aufgrund von Abschattungsereignissen berücksichtigen. |
| ✅ | Für Standorte mit starker oder unvorhersehbarer Beschattung fordern Sie ein Angebot an, das die Kombination von Optimierer oder Mikro-Wechselrichter mit dem Modul beinhaltet. |
Wo BIPV- und VIPV-Projekte am meisten profitieren
Gebäude- und fahrzeugintegrierte Solaranlagen weisen selten eine schattenfreie Oberfläche auf. Brüstungen, Lüftungsanlagen, Antennen und bauliche Elemente erzeugen vorhersehbare Teilverschattungen. Genau hier liegt der größte praktische Vorteil der BC-Technologie mit ihrer zellenbasierten Verschattungstoleranz, da die Schatten in der Regel klein, lokal begrenzt und wiederkehrend sind, anstatt großflächig und vollständig.
Bei Fassadeninstallationen und gekrümmten oder in die Oberfläche integrierten Solaranlagen erzielt die Kombination von BC-Zellen mit sorgfältiger Stringsegmentierung die zuverlässigste und beste Ausbeute im praktischen Einsatz. Aus genau diesem Grund basieren die OEM- und BIPV-Produktlinien von Couleenergy auf dieser Kombination.
Häufig gestellte Fragen
Benötigen BC-Panels noch Bypass-Dioden?
Ja. Durch den sanften Durchbruch auf Zellebene wird verringert, wie oft Dioden aktiviert werden und wie viel Leistung sie dabei verbrauchen, aber Dioden bleiben ein notwendiges Sicherheitsmerkmal für größere Schattenbereiche.
Funktioniert ein BC-Panel auch im Vollschatten normal?
Keine Technologie kann aus einem vollständig verschatteten Modul nennenswerte Leistung erzeugen. Die Verschattungstoleranz verbessert die Leistung bei teilweiser, nicht aber bei vollständiger Verschattung.
Ist HPBC 2.0 dasselbe wie ABC?
Nein. Es handelt sich um separate Zellarchitekturen von verschiedenen Herstellern, LONGi bzw. AIKO, die jeweils über ein eigenes patentiertes Verschattungsminderungsdesign und eine unabhängige Zertifizierungshistorie verfügen.
Sollte ich bei BC-Paneelen auf einem beschatteten Dach weiterhin Optimierer verwenden?
Für Standorte mit dichtem Baumbestand oder unvorhersehbaren Schatten, ja. BC-Technologie und Leistungselektronik auf Modulebene lösen unterschiedliche Aspekte desselben Problems und arbeiten gut zusammen.
Sind diese Schattenprüfungen für OEM- und kundenspezifische Module relevant?
Die zugrundeliegende Zellphysik gilt auch für kundenspezifische und eingebettete Formate, die Ergebnisse auf Modulebene hängen jedoch von der spezifischen Laminierung, Verdrahtung und Diodenanordnung des jeweiligen Produkts ab. Fordern Sie daher stets formatspezifische Testdaten von Ihrem Lieferanten an.
Die wichtigsten Erkenntnisse
| • | Rückseitige Kontaktzellen reduzieren Abschattungsverluste durch einen eingebauten Soft-Debreak-Mechanismus, nicht nur durch die Verlagerung der Kontakte auf die Rückseite. |
| • | Unabhängige Prüflabore, darunter TÜV Rheinland, TÜV Nord und CPVT, haben Vergleichsdaten veröffentlicht, die deutliche Verbesserungen gegenüber TOPCon bei Teilverschattung aufzeigen. |
| • | Kein IEC-Standard bescheinigt der BC-Technologie eine universelle Überlegenheit; entsprechende Aussagen sollten sich stets auf ein spezifisches Test- und Vergleichsmodul beziehen. Unabhängige wissenschaftliche Tests belegen einen praktischen Vorteil der BC-Technologie von weniger als drei schattierten Zellen pro Teilstring. |
| • | Bei der Auslegung der Bypassdiode, dem Stranglayout und der Elektronik auf Modulebene spielt die Zelltechnologie oft eine ebenso große Rolle für die tatsächliche Verschattungsleistung. |
| • | BIPV-, VIPV- und Dachprojekte mit unvermeidbarer Teilbeschattung profitieren am meisten von der Kombination von BC-Zellen mit intelligenter Systemplanung. |
Fußnoten
| [1] | Bei einem vergleichenden Beschattungstest des TÜV Rheinland wurde eine Reduzierung der Spitzentemperatur an Hotspots um 77°C für LONGi HPBC 2.0 (Hi-MO X10) gegenüber TOPCon unter identischen Bedingungen festgestellt. eu.longi.com |
| [2] | Das chinesische CPVT (Nationales Zentrum für Überwachung und Inspektion der Qualität von Solar-Photovoltaik-Produkten) hat den Leistungsverlust bei einer 50-prozentigen Verschattung einer einzelnen Zelle gemessen. longi.com |
| [3] | TÜV Rheinland Klasse A Teilverschattungszertifikat (Standard 2 PfG 2926/01.23), das bestätigt, dass die AIKO Neostar 475 W bei drei Standard-Schattenmasken 5 Prozent oder weniger zusätzliche Leistung verliert. aikosolar.com |
| [4] | Das von AIKO und SolarLab AIKO Europe zitierte TÜV Nord-Testergebnis gilt für die Bedingungen einer einzelnen, vollständig beschatteten Zelle. electronicspecifier.com |
| [5] | Offizielle Anwendungsbereichserklärung der IEC TS 63140:2021, die bestätigt, dass die Norm für monolithisch integrierte Module gilt und Module ausschließt, die aus miteinander verbundenen Einzelzellen bestehen. webstore.iec.ch |
| [6] | IEC 61215-2:2021, der offizielle Standard für die Designqualifizierung und das Testverfahren für terrestrische PV-Module, einschließlich des Hot-Spot-Dauertests (MQT 09). webstore.iec.ch |
| [7] | IEC 61730-2:2023 (Ausgabe 3.0) ist die aktuelle offizielle Norm für Sicherheitsprüfungen von PV-Modulen und umfasst die Anforderungen an Prüfungen auf elektrische Schlagfestigkeit, Brandgefahr und Hotspots im Zusammenhang mit Sperrspannung. Sie ersetzt die Ausgabe von 2016. webstore.iec.ch |
| [8] | Chu, H. et al., “Soft Breakdown Behavior of Interdigitated-back-contact Silicon Solar Cells”, Peer-Review bei SiliconPV 2015, Energy Procedia 77 (2015): 29–35. Bestätigt Durchbruchspannungen von etwa 2–5 V für BC-Zellen gegenüber 10–20 V für herkömmliche Frontkontaktzellen. sciencedirect.com |
| [9] | Trinasolar State Key Laboratory of Photovoltaic Science and Technology und Nanchang University, “Leistungsanalyse von rückseitig kontaktierten Photovoltaikmodulen unter realen Feldbeschattungsbedingungen: Ein Vergleich mit TOPCon-Photovoltaikmodulen”, Solar Energy (2025). Simulationsbasierte Studie; wie im PV Magazine berichtet, zeigten BC-Module, dass sie TOPCon nur dann übertreffen, wenn weniger als drei Zellen in einem Teilstring beschattet sind. pv-magazine.com |
Sie möchten Module für einen Standort mit Teilverschattung, eine BIPV-Fassade oder ein kundenspezifisches OEM-Format spezifizieren? Das Ingenieurteam von Couleenergy kann Sie hinsichtlich Ihres Verschattungsprofils, der Zertifizierungsanforderungen und der Modulkonfigurationsoptionen beraten.
| E-Mail: info@couleenergy.com Rufen Sie +1 737 702 0119 an |
Inhaltsverzeichnis
Anfrage
Lassen Sie uns Ihre Vision vorantreiben
Verwandte Artikel
Rückseitig berührungslose Solaranlagen und maßgeschneiderte Lösungen im deutschen Wohnimmobilienmarkt
Mehr lesen "
Deutsch