Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat einen neuen Weltrekord in der Dünnschicht-Fotovoltaik aufgestellt. Wissenschaftler am Standort Stuttgart erreichten mit einer Solarzelle aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) einen Wirkungsgrad von 21,7 Prozent. Mit dem Erfolg holt das ZSW den Rekord wieder zurück an das Institut: Im Juni hatten schwedische Forscher einen neuen Bestwert erzielt, der jetzt um 0,7 Prozentpunkte übertroffen wurde.Damit hat das ZSW einen weiteren Rekord nach Deutschland geholt. Bereits vor einer Woche hatten deutsche Forscher einen Weltrekord bei Mehrfachsolarzellen gemeldet.
Die neuen Forschungsergebnisse aus dem Südwesten Deutschlands werden dazu beitragen, Solarstrom noch günstiger zu machen. Der Vorsprung gegenüber den auf dem Markt dominanten multikristallinen Solarzellen wächst mit der Stuttgarter Spitzenleistung auf 1,3 Prozent. "Unser Fortschritt bestätigt erneut das immense technologische Potenzial der CIGS-Dünnschichtfotovoltaik", sagt Professor Michael Powalla, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Fotovoltaik. "Die Labordaten zeigen, dass beim Wirkungsgrad in den nächsten Jahren weitere Steigerungen möglich sind. Die Kosten für die CIGS-Technik können dadurch noch stärker sinken."
Die Größe der Rekordzelle beträgt 0,5 Quadratzentimeter, eine Standardgröße für solche Tests. Die Zelle wurde in einer Laborbeschichtungsanlage mit Hilfe eines Koverdampfungsverfahrens hergestellt. Der neue Rekordprozess ist im Labor sehr gut reproduzierbar: Es wurden über 40 Zellen mit Wirkungsgraden über 21 Prozent hergestellt. Das deutet auf eine gute Übertragbarkeit in die industrielle Fertigungstechnik und damit auch in die Massenproduktion hin. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Ergebnisse bestätigt.
Eine der wichtigsten Stellschrauben, um die Kosten der Solarenergie zu senken, ist der Wirkungsgrad von Solarzellen. Er gibt an, wie viel von der eingestrahlten Lichtleistung der Sonne in elektrische Energie umgewandelt wird. "Es wird wahrscheinlich noch eine Weile dauern, bis der gesteigerte Wirkungsgrad in die Modulproduktion eingeht", erklärt Powalla. "17 bis 19 Prozent sind jedoch in den nächsten Jahren sehr gut möglich." CIGS-Module auf dem Markt verfügen derzeit über einen Wirkungsgrad von rund 15 Prozent – Module haben durch ihre größere Fläche einen niedrigeren Wirkungsgrad als Solarzellen. Die neuen Ergebnisse aus Stuttgart verbessern die Chancen für einen deutlich größeren Marktanteil der CIGS-Dünnschichttechnologie. Sie spart im Vergleich zu Standardsolarzellen durch eine mikrometerdünne Beschichtung Material und Energie; für die künftige Produktion ist das ein erheblicher Kostensenkungsfaktor. Quelle: ZSW / pgl