Europaweites Forschungsprojekt zur nächsten Generation von Solarzellen startet
Die Kostensenkung bei Solarzellen ist die zentrale Herausforderung der modernen Photovoltaik. In Berlin beginnt am 20. Februar das europaweit größte Forschungsprojekt, das sich dieser Herausforderung stellt. Universitäten, Forschungseinsrichtungen und Unternehmen aus 11 Ländern arbeiten zusammen, um den Übergang der zweiten Generation von Solarzellen – so genannten Dünnschichtzellen – aus den Laboratorien in den Markt zu beschleunigen.
Solarzellen der zweiten Generation benötigen bei der Herstellung sehr wenig Material und Energie. Sie sind ganz besonders dünn und werden durch neuartige Prozesstechnologien hergestellt. Die Europäische Union und nationale Partner werden in den nächsten vier Jahren im Rahmen des Forschungsprojektes „ATHLET“ (Advanced Thin Film Technologies for Cost
Effective Photovoltaics) insgesamt rund 21 Millionen Euro in die Forschung und Entwicklung von Dünnschichtsolarzellen investieren.
Das Hahn-Meitner-Institut Berlin (HMI), koordiniert die Zusammenarbeit von Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Die Partner wollen zwei aussichtsreiche Technologienpfade weiterentwickeln und entsprechende Produkte am Markt positionieren. An beiden Technologien ist das HMI unter den führenden Forschungsakteuren.
Solarzellen der „zweiten Generation“: CIS- und Stapelzellen-Technologie unter einem Dach
Im Rahmen des Integrierten Projekts „ATHLET“ werden erstmals zwei Technologien gemeinsam entwickelt, die jeweils auf unterschiedlichen Materialien beruhen. Da beide Materialsysteme auch Gemeinsamkeiten haben, sollen durch die Zusammenarbeit Ressourcen gebündelt und Synergien genutzt werden.
CIS-Zellen: Wenige Mikrometer genügen, um das Sonnenlicht zu absorbieren
Die so genannte CIS-Technologie wird unter anderem von Shell Solar vorangetrieben. Statt Silizium wird bei diesem Solarzellentyp eine Verbindung aus den Elementen Kupfer, Indium und Selen (CIS) zur Lichtabsorption verwendet. Dieses Material nimmt bei gleicher Schichtdicke wesentlich mehr Licht auf als Silizium. Daher genügen bereits wenige Mikrometer um das Sonnenlicht zu absorbieren, im Gegensatz zu 200-300 Mikrometern bei herkömmlichen Siliziumwafern. Die Materialkosten bei der Produktion sind laut HMI entsprechend niedriger.
Tandemzellen aus Silizium kombinieren unterschiedliche Absorptionsspektren
Die zweite Technologie verfolgt das Konzept der so genannten mikromorphen Dünnschichtsolarzelle. Diese Tandem- oder Stapelzellen aus Silizium kombinieren zwei Zellen mit unterschiedlichen Absorptionsspektren. Sie können so das Spektrum des Sonnenlichtes besser ausnutzen und haben daher einen höheren Wirkungsgrad als vergleichbare Einzelzellen. Dieser Zelltyp kann seit einiger Zeit erfolgreich im Labormaßstab hergestellt werden und soll nun mit Unterstützung von Schott Solar zur Marktreife gebracht werden.
Sichere Energie und Arbeitsplätze – auch in Zukunft
Die Photovoltaik gilt als Schlüsseltechnologie der Zukunft. Sie kann einen wesentlichen Beitrag leisten um die Abhängigkeit von Importen an Energieträgern wie Öl und Gas und den Ausstoß von CO2 zu reduzieren. Die Photovoltaikindustrie setzt schon heute Milliarden-Beträge um und schafft nebenbei tausende neue Industriearbeitsplätze. Daher ringen die globalen Kräfte aus den USA, Japan und Europa hart um die technologische Führerschaft. Mit dem „ATHLET“ Projekt strebt Europa eine Spitzenposition in dieser Entwicklung an.
Kostensenkung auch nach dem Ende der Silizium-Knappheit zentrales Thema
Damit das rasante Wachstum der Branche auch in den kommenden Jahren weitergeht, müssen die Kosten für Solarstrom noch tiefer fallen. Der heutige Markt wird von Solarmodulen auf Basis von Siliziumwafern beherrscht. Der bereits erreichte Preisrückgang ist im Wesentlichen auf die Steigerung der Produktionsvolumina und verbesserte Herstellungstechnologien zurückzuführen. Derzeit bremst die Knappheit an Silizium den weiteren Preisrückgang. Auch wenn in naher Zukunft dieser Engpass durch den Aufbau neuer Produktionskapazitäten überwunden wird, bleibt die anhaltende Kostenreduktion das zentrale Thema für die Photovoltaik.
Welcher Entwicklungspfad in Zukunft die Nase vorn hat, wird sich laut HMI wahrscheinlich erst zeigen, wenn die Produkte in nennenswertem Umfang am Markt verfügbar sind. Möglich sei auch, dass die verschiedenen Solarmodule ihre jeweiligen Stärken in unterschiedlichen Anwendungsgebieten ausspielen.
20.02.2006 Quelle: Hahn-Meitner-Institut Berlin Solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
