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„Hohe Wirkungsgrade zeigen großes Kostensenkungspotenzial“ / Forscher setzen auf günstige Module

ISFH sieht Vorteile durch neuartige Solarzelle

Emmerthal (red). Das Institut für Solarenergieforschung in Emmerthal (ISFH) hat eine Schichttransfer-Dünnschichtsolarzelle vorgestellt, die einen Wirkungsgrad von 19,1 Prozent aufweist. Diese Solarzelle benötigt nur etwa ein Fünftel des Siliziummaterials, das für eine konventionelle Solarzelle eingesetzt wird. Möglich wurde diese Effizienz durch die Anwendung von Technologien, die für die Herstellung industrieüblicher Wafersolarzellen entwickelt wurden. Sie konnten erstmals erfolgreich auf Dünnschichtsolarzellen übertragen werden, wie das Institut weiter mitteilt.

veröffentlicht am 10.08.2011 um 06:00 Uhr
aktualisiert am 31.10.2016 um 08:21 Uhr

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Ungefähr 90 Prozent aller heute am Markt erhältlichen Solarmodule bestehen aus Solarzellen, die aus Silizium gefertigt werden. Aus großen Siliziumblöcken werden sogenannte Wafer herausgesägt, wodurch ein erheblicher Materialverlust allein durch Verschnitt entsteht. So macht der Siliziumpreis etwa ein Drittel der gesamten Modulkosten aus.

Um diesen Kostenanteil spürbar zu senken, entwickelt das ISFH sägefreie Verfahren zur Herstellung von Siliziumschichten, aus denen extrem dünne Solarzellen hergestellt werden können. Ein solches Verfahren ist der sogenannte „Poröses-Silizium-Prozess“ (PSi-Prozess). Er ermöglicht ein Ablösen einer weniger als 50 Mikrometer dicken Siliziumschicht.

Der Physiker Jan Hendrik Petermann hat im Rahmen seiner Promotionsarbeit verschiedene am Institut entwickelte Prozesse eingesetzt, um zu demonstrieren, welche hohen Wirkungsgrade extrem dünne Solarzellen, die mittels des PSI-Prozesses hergestellt wurden, erzielen können. „Diese hohen Wirkungsgrade zeigen das große Kostensenkungspotenzial, welches unsere Schichttransferprozesse bieten“, freut sich der Institutsleiter und Doktorvater Professor Dr. Rolf Brendel.

Dies hatte er auch in dem im Sommer veröffentlichten Jahresbericht des ISFH als vorrangiges Ziel im Bereich Photovoltaik hervorgehoben. Solarenergie sei schon heute eine wichtige Größe für Deutschland und werde zukünftig an Bedeutung gewinnen. Die Photovoltaik habe 2010 über zwei Prozent des Stroms erzeugt und habe an sonnigen Tagen mehr als 20 Prozent der konventionellen deutschen Kraftwerksleistung entsprochen. Diese enormen privaten Investitionen in die Zukunft der Energieversorgung seien durch die gesetzgeberische Marktunterstützung möglich geworden, die der Institutsleiter verteidigt. Zwar habe eine schnell billiger werdende, aber immer noch zu teure Energieversorgung wie die Photovoltaik „einen Preis, den wir auf unserer Stromrechnung ablesen können“, dennoch, so Brendel: „Ich sehe diesen Preis als eine Investition des klugen Kaufmanns in eine zukünftig kostengünstigere, sicherere und klimaschonendere Energieversorgung mit einem großen Anteil dezentralisierter und inländischer Wertschöpfung.“ Allerdings macht er in dem Jahresbericht auch deutlich, dass die Photovoltaikkosten weiter schnell sinken müssten, um „die Marktförderung zurückfahren zu können, ohne dabei unsere Solarindustrie zu ruinieren“. Brendel sieht dabei auch das ISFH zusammen mit den Unternehmen gefordert. „Dafür bedarf es intensivierter Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen, die umsetzbare Innovationen hervorbringen“, so der Institutsleiter.

Neben den Abteilungen „Solarthermie“ und „Wissenschaftliche Dienstleistungen“ bildet die Photovoltaik einen Schwerpunkt der Forscher. Grundlegende Materialuntersuchungen gehören dabei ebenso zu den Aufgaben wie die Entwicklung von Prozessen und Anlagen für die Herstellung von Solarzellen. Laut Jahresbericht waren Ende 2010 insgesamt 152 Mitarbeiter am ISFH beschäftigt – 2004 waren es lediglich 75 Beschäftigte. Der Gesamtetat betrug im Vorjahr 14,4 Millionen Euro, darunter 3,9 Millionen als Drittmitteleinnahmen aus der Industrie für Auftragsforschung.

Die vom Institut vorgestellte Dünnschichtsolarzelle benötigt wesentlich weniger Silizium. Der Siliziumpreis macht etwa ein Drittel der gesamten Modulkosten aus.

Fotos: ISFH/Wal



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