Photovoltaik

Fortschritt bei der Dünnschicht-Photovoltaik, Solarzellen mit 19,6 Prozent Wirkungsgrad

PhotovolataikEnergie / Photovoltaik:  Neue Fortschritte bei der Dünnschicht-Photovoltaik werden ihren weiteren Vormarsch beschleunigen. Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat eine bisher nur im eigenen Technikum mögliche, effizientere Beschichtungstechnik auf die vorindustrielle Produktion übertragen. Mit einem mehrstufigen Durchlaufprozess in der automatisierten Beschichtungsanlage erreichte das Institut mit 19,6 Prozent Wirkungsgrad bei Dünnschicht-Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (kurz: CIS oder CIGS) einen neuen Europarekord.

Doppelerfolg: Kostenreduktion und Wirkungsgradsteigerung

„Das Besondere unseres Erfolgs ist nicht die Höhe des Wirkungsgrads an sich“, sagt Dünnschichtexperte Dr. Michael Powalla, Mitglied im Vorstand am ZSW. „Entscheidend ist die Tatsache, dass wir Solarzellen und Kleinmodule mit einer CIS-Anlage fertigen, die alle Prozessschritte auf einer Fläche von 30 Zentimeter mal 30 Zentimeter im vorindustriellen Maßstab realisiert. Das schafft gleichzeitig die Voraussetzungen für Kostenreduktion und Wirkungsgradsteigerung. Für eine solche produktionsnahe Anlage bedeuten die 19,6 Prozent Wirkungsgrad der Dünnschicht-Solarzellen auf einer aktiven Zellfläche von knapp 0,5 Quadratzentimetern sogar einen Weltbestwert.“

Zertifizierung der Photovoltaik-Module durch das Fraunhofer Institut

Die neuen Ergebnisse wurden vom Fraunhofer ISE zertifiziert. Nicht jede produzierte Solarzelle weist den neuen Rekordwirkungsgrad auf. Zudem hat eine Solarzelle stets einen etwas höheren Wirkungsgrad als ein verschaltetes, verkapseltes und mit einer Anschlussdose ausgestattete Modul: Marktübliche CIS-Dünnschichtmodule verfügen derzeit über einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 11 bis 12 Prozent. Der neue Rekord zeigt jedoch das Potenzial der CIS-Technik für eine kostenreduzierte, effiziente Photovoltaik auf.

Umsetzung der neuen Photovoltaik-Technik durch Würth-Solar

Heute werden etwa bei Würth Solar Module mit einer Effizienz von 12 Prozent im Mittel gefertigt. Michael Powalla geht davon aus, dass in den nächsten Jahren Wirkungsgrade von 14 bis 15 Prozent auch im kommerziellen Modul erzielt werden können. Bei der Entwicklung von CIS-Dünnschichtmodulen ist das ZSW international führend. Das Institut brachte die alternative Solarstromtechnik zusammen mit der Firma Würth Solar zur Industriereife. Würth Solar startete 2006 die damals weltweit erste Großserienproduktion von CIS Solarmodulen in Schwäbisch Hall. Die Kapazität beträgt inzwischen 30 Megawatt pro Jahr. Das ZSW begleitet weiterhin die Produktion.
Dünnschichttechnik statt kristalliner Silizium-Solarzellen
Bislang werden noch knapp 90 Prozent aller Solarzellen aus kristallinem Silizium gefertigt. Doch die Dünnschichttechnik holt auf: Der Anteil an der gesamten installierten Photovoltaik-Leistung betrug 2008 rund 12 Prozent. Für 2010 werden 20 bis 30 Prozent prognostiziert. Das ZSW gehört zu den renommiertesten Forschungsinstituten auf den Gebieten Photovoltaik, Energiesystemanalyse, regenerative Kraftstoffe, Batterietechnik und Brennstoffzellen. An den drei Standorten Stuttgart, Widderstall und Ulm sind derzeit rund 150 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker beschäftigt.

Quelle: Solar Consulting / ZSW

Kosten einer Photovoltaikanlage
Hier haben Sie die Gelegenheit, sich einen Überblick über die Kosten einer Photovoltaikanlage, wie auch von sonstigem Zubehör von Solaranlagen, zu verschaffen


Weitere Beiträge bei Hausbautipps24,. die sich mit dem Thema Solarzellen. befassen:

Die Energie beim Hausbau
Die Solarthermie oder Solarwärme wird durch Solaranlagen erzeugt. Die Energiegewinnung ist abhängig von den klimatechnischen Gegebenheiten und erfolgt durch Solarzellen auf dem Hausdach. Die Solarwärme wird beim Hausbau dazu verwandt, warmes Wasser zu erzeugen um damit die Heizung zu betreiben.

Angenehmer Sommer unter dem Dach
Markisen erfüllen selbst bei geöffneten Fenstern ihren Zweck. Sie werden per Hand oder mit der Fernbedienung gesteuert und sind sogar in einer Solarvariante erhältlich. In den Toppkasten integrierte Solarzellen nutzen die von der Natur kostenlos gelieferte Energie für den Antrieb. Es müssen keine Kabel verlegt werden. Die Bedienung erfolgt bequem mit der Fernbedienung - komfortabel, energiesparend und umweltfreundlich.