Solarrekord: Effizienzgrenzen und Marktverschiebungen in der PV

50 % Wirkungsgrad in der Stromerzeugung aus Sonne – das klingt nach einem Riesensprung. Doch was steckt hinter dem heiß diskutierten Solarrekord, und was bedeutet er wirklich für den Alltag der PV‑Branche? Statt Schlagworte zu wiederholen, trennen wir Physik von Wunschdenken und schauen auf die harten Daten. Gleichzeitig dreht der Markt auf: China produziert so viel, dass Preise purzeln, während Silber und Polysilizium die Kalkulationen verschieben. Hier ist der Überblick, der beides verbindet.

Die Physik setzt klare Grenzen. Für eine einzelne Solarzelle mit nur einer aktiven Schicht (Single‑Junction) unter normaler Sonneneinstrahlung liegt das theoretische Maximum laut Shockley‑Queisser‑Grenze bei rund 33–34 % – abhängig von der Bandlücke des Materials. 50 % wären weit darüber. Die aktuell konsolidierten Rekordtabellen zeigen: Ein‑Sonnen‑Single‑Junction‑Zellen erreichen in der Praxis knapp 29 % (III‑V‑Materialien wie GaAs), Silizium‑Zellen (n‑Typ, z. B. TOPCon/HJT/IBC) liegen bei etwa 26–27 % (Green et al., 2024).

Physik ist die Spielregel: Wer darüber hinaus will, muss das Spiel ändern – etwa mit mehreren Schichten oder konzentriertem Licht.

Warum kursieren dann „50 %“-Meldungen? Häufig werden verschiedene Kategorien vermischt: Ergebnisse mit hoher Lichtkonzentration (CPV) oder mehrschichtigen Zellen (Tandems/Multijunctions) sind eindrucksvoll, zählen aber nicht als Single‑Junction unter Ein‑Sonnen‑Bedingungen. Seriöse Rekorde werden unabhängig vermessen und in Peer‑Review‑Tabellen geführt. Dort findet sich kein 50 %‑Eintrag für Single‑Junction‑Zellen bei Standardtestbedingungen.

Zur Einordnung einige Kernwerte:

Die großen Zahlen stammen aus anderen Kategorien: Mehrschichtige Zellen (Tandems/Multijunctions) stapeln verschiedene Materialien mit unterschiedlichen Bandlücken übereinander und nutzen das Sonnenspektrum besser. Unter konzentriertem Licht (CPV) werden zusätzlich viele Sonnen auf eine kleine Fläche fokussiert. In diesen Regimen sind Wirkungsgrade über 40 % belegt; die aktuellen Tabellen führen konzentrierte Multijunction‑Rekorde im Bereich von rund 45–47 % (Green et al., 2024). Single‑Junction‑n‑Typ‑Zellen erreichen solche Werte nicht.

Im Labor reifen parallel die Stars der nächsten Modulgeneration: Perowskit‑/Silizium‑Tandems. Sie kombinieren das Beste aus zwei Welten – die Kosten- und Skalenvorteile von Silizium mit der spektralen Flexibilität von Perowskiten. Für den Alltag zählen dabei nicht nur Spitzenwerte auf winzigen Proben, sondern stabil vermessene, größere Zellen und Module. Genau hier verläuft momentan der Wettlauf: Materialstabilität, Feuchtigkeitstoleranz, Produktionsprozesse und eine saubere Skalierung in die Gigawatt‑Fertigung.

Und wo steht n‑Typ Silizium heute? Es bleibt der Arbeitselefant der Branche: zuverlässig, effizient, massenhaft verfügbar. Designs wie TOPCon, HJT oder rückseitig kontaktierte Zellen (IBC/HBC) holen aus dem Single‑Junction‑Fenster fast alles heraus. Deshalb sehen wir in Modulen alltagstaugliche Effizienzsprünge, aber eben keine 50 %. Wer diese Zahl liest, sollte prüfen: Handelt es sich um Ein‑Sonne oder Konzentration? Single‑Junction oder Tandem? Und wurde das Ergebnis unabhängig bestätigt?

Während in den Laboren an Rekorden gefeilt wird, verschiebt der Markt die Gewichte. 2024/2025 dominiert China die PV‑Wertschöpfungskette – von Polysilizium über Wafer bis zu Zellen und Modulen – mit Anteilen von deutlich über 80 % in vielen Stufen (IEA PVPS, 2025). Das hat Folgen: Ein Überangebot drückte 2024 die Modulpreise, gleichzeitig schwankten die Polysiliziumpreise stark. Medienberichte sprechen sogar von Konsolidierungsplänen, die Teile der Kapazitäten stilllegen könnten (Reuters, 31.07.2025).

Auch Silber rückt ins Rampenlicht. Zwar sinkt der Silberbedarf pro Watt dank sparsamerer Kontaktpasten und neuer Leiterbahnen, doch die absolute Nachfrage kann mit dem rasanten Ausbau weiter steigen. Der Referenzpreis der LBMA zeigt 2024/2025 eine erhöhte Volatilität, was Kalkulationen erschwert. Strategieantworten sind klar: Materialeffizienz erhöhen, Silberanteile weiter senken, Alternativen wie Kupfer industriell absichern – und Recycling aufbauen.

Ein weiterer, oft übersehener Punkt sind die Emissionen der Fertigung. Der IEA‑Sonderbericht zu PV‑Lieferketten (Datenstand älter als 24 Monate; 2022) erinnert daran: Viel Produktion läuft in Regionen mit kohlebasiertem Strom. Die CO₂‑Intensität der Herstellung ist deshalb höher als sie sein müsste. Die gute Nachricht: PV amortisiert diese Emissionen im Betrieb schnell. Die bessere Nachricht: Wer Fabriken mit sauberem Strom koppelt, verbessert die Bilanz sofort – und senkt Reputations‑ und Lieferkettenrisiken.

Was folgt daraus für die nächsten Quartale? Erstens: Erwartungen managen. 50 % PV‑Wirkungsgrad bleiben vorerst das Feld von Multijunctions unter Konzentration. Für Produkte im Massenmarkt zählen stabile, verifizierte Zellen im Bereich Mitte‑20er %. Zweitens: Forschung fokussieren. Die größten Hebel liegen in Perowskit/Si‑Tandems, robusten Produktionsprozessen, spektralem Management und strengen, unabhängigen Messprotokollen (STC). Nur so werden Laborwerte zu Fabrikzahlen.

Drittens: Lieferketten sichern. Unternehmen sollten Inventare sichtbar machen, Vertragsmodelle flexibilisieren und Standorte diversifizieren. Politisch helfen Investitionsanreize dort, wo CO₂‑armer Strom für die Fertigung verfügbar ist. Viertens: Materialien optimieren. Silber weiter reduzieren, Kupfer‑Kontaktierung skalieren und Recyclingpilotlinien für Glas, Aluminium, Silizium und Edelmetalle starten. Das drückt Kosten und macht unabhängiger.

Und schließlich: Transparenz. Die Rekordtabellen (Green et al., 2024) sind das Korrektiv gegen überzogene PR. Sie trennen Ein‑Sonne von Konzentration, Single‑Junction von Tandem – und geben der Branche ein gemeinsames Messlineal. Wer investiert, plant oder kommuniziert, sollte sich daran orientieren. Das schützt Budgets, stärkt Vertrauen und beschleunigt echte Innovation.

Die 50 % sind kein Single‑Junction‑Rekord unter Ein‑Sonne, sondern ein Missverständnis zwischen Kategorien. Real bleiben für n‑Typ‑Silizium Mitte‑20er % im Fokus, während Tandems und CPV die ganz hohen Marken setzen. Parallel drücken Überkapazitäten die Preise, und Rohstoffe wie Polysilizium und Silber fordern ein besseres Risikomanagement. Wer nüchtern prüft und konsequent skaliert, sichert sich den Vorsprung.