Schweizer Forschungsinstitut EPFL meldet 10,7 % Weltrekord-Wirkungsgrad für Dünnschicht-Siliziumsolarzellen
Der Rekordwirkungsgrad, den das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) bestätigt hat, wurde mit einer photoaktiven Schicht von weniger als 2 Mikrometern erreicht, betont EPFL.
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Fanny Meillaud und Dr. Matthieu Despeisse erzielte den Rekord im Februar 2013.
Produktionsverfahren kann auf Modulebene übertragen werden
“In den letzten Jahren wir ein tiefgreifendes Verständnis der Materialqualität, effizienten Lichtnutzung und des Zellaufbaus gewonnen, das gemeinsam mit einer umsichtigen Verfahrensoptimierung zu diesem Weltrekord-Wirkungsgrad führte”, sagte Simon Hänni, Doktorand am IMT in Neuchâtel.
Das Produktionsverfahren könne auf die Modulebene übertragen werden. Die herkömmliche, Wafer-basierte Photovoltaik hingegen arbeite mit etwa 180 Mikrometer dicken Absorberschichten, um einen Modulwirkungsgrad von 15 bis 20 % zu erreichen.
EPFL erwartet Modul-Produktionskosten von nur 35 Euro pro Quadratmeter
Der Wirkungsgrad von 10,7 % wurde mit einer Siliziumschicht von nur 1,8 Mikrometern erreicht, der Materialeinsatz ist demnach hundertmal geringer als bei herkömmlichen Technologien. Die Produktionstemperatur lag bei höchstens 200 Grad Celsius.
Die Dünnschicht-Siliziumtechnologie ermöglicht nicht nur eine Materialeinsparung, sondern auch eine kürzere Energierückgewinnungszeit. Dennoch seien Modulproduktionskosten von nur 35 Euro pro Quadratmeter möglich. Damit würden diese Module das Preisniveau von handelsüblichen Dachziegeln erreichen, betont das EPFL.
Der Fortschritt sei wichtig für die weitere Steigerung des Wirkungsgrades und die Nutzung des Potenzials der Photovoltaik-Dünnschichtkomponenten auf Siliziumbasis. Mindestens eine mikrokristalline Siliziumschicht könne systematisch mit einer amorphen Siliziumschicht kombiniert werden, um mehrschichtige Solarzellen herzustellen, die einen größeren Teil des Lichtspektrums nutzen.
Wirkungsgrad mehrschichtiger Silizium-Dünnschichtzellen könnte auf über 13,5 % gesteigert werden
Dieser Rekord deutet darauf hin, dass der Wirkungsgrad von mehrschichtigen Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf über 13,5 % gesteigert werden könnte. Dabei müssen laut EPFL nur wenige, reichlich verfügbare, nicht giftige und billige Rohstoffe verwendet werden. Die einfachsten Dünnschicht-Module bestehen aus zwei Glasflächen sowie wenigen Mikrometern Zink und Silizium und können leicht recycelt werden.
Das Photovoltaik-Labor des IMT, das 1984 von Prof. Arvind Shah gegründet wurde und nun von Prof. Christophe Ballif geleitet wird, ist für seine Pionierarbeit in der Entwicklung von Dünnschicht-Solarzellen und als Vorreiter bei der Nutzung von mikrokristallinem Silizium als Material für die Dünnschicht-Photovoltaik bekannt.
15.02.2013 | Quelle: EPFL | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
