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Dünnschicht-Photovoltaik wird besser

Europarekord bei CIS-Dünnschicht-Solarzellen

08.05.2009, 09:13

CIS-Solarzellen
In der Mitte dieses Teststreifens mit 15 CIS-Solarzellen liegt die Rekordzelle. © ZSW

Dank einer effizienteren Beschichtungstechnik hat das Stuttgarter Zentrum für Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) bei Dünnschicht-Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid - kurz CIS - einen Wirkungsgrad von 19,6 Prozent erreicht. Das ist ein neuer Europarekord.

Das Besondere an dem Erfolg der Forscher ist aber nicht der Wirkungsgrad an sich. "Entscheidend ist die Tatsache, dass wir Solarzellen und Kleinmodule in einer CIS-Anlage fertigen, die alle Prozessschritte auf einer Fläche von 30 mal 30 Zentimetern im vorindustriellen Maßstab realisiert", erläutert Dünschichtexperte Dr. Michael Powalla, Mitglied des ZSW-Vorstands. Das schaffe gleichzeitig die Voraussetzungen für Kostenreduktion und Wirkungsgradsteigerung. Produziert wird mit der Kleinanlage des ZSW jeweils eine aktive Zellfläche von 0,5 Quadratzentimetern.

Allerdings weist nicht jede der produzierten Zellen den neuen Rekordwirkungsgrad auf. Hinzu komme, dass eine Solarzelle stets einen etwas höheren Wirkungsgrad habe als ein verschaltetes, verkapseltes und mit einer Anschlussdose ausgestaltetes Modul, räumt das ZSW ein. Der Rekord zeige jedoch das Potenzial der CIS-Technik für eine kostenreduzierte, effiziente Photovoltaik auf.

Marktübliche Dünnschicht-Module verfügen derzeit über einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 11 bis 12 Prozent. Powalla geht davon aus, dass in den nächsten Jahren in kommerziellen Modulen Wirkungsgrade von 14 bis 15 Prozent erzielt werden können.

Die CIS-Technik steht noch am Anfang. 2006 startete Würth Solar in Schwäbisch Hall die weltweite erste Großserienproduktion von CIS-Modulen. Inzwischen mehren sich jedoch kritische Stimmen, da der Rohstoff Indium relativ knapp ist und auch in anderen technologischen Produkten auf Halbleiterbasis, zum Beispiel in Flachbildschirmen, verwendet wird. Daher könnte es Einschränkungen bei der Massenproduktion von CIS-Modulen geben.

Marktbeobachter halten dem entgegen, dass für die Solarzellen-Herstellung nur sehr geringe Mengen an Indium benötigt werden, sodass eine Massenproduktion die Indium-Knappheit nicht deutlich verschärfen wird. Unumstritten ist, dass die CIS-Module deutlich zur Entwicklung hin zu kostengünstigeren Photovoltaik-Modulen beigetragen haben. bba

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