Intersolar-Einblicke: Solarzellen und -module der nächsten Generation

Die traditionelle Photovoltaik-Massenproduktion basiert auf Siebdruck-Verfahren. Hier ist man mittlerweile an Grenzen gestoßen. Derzeit wird „noch“ bei etwa 85 Prozent der Siliziumsolarzellen die Rückseite vollflächig mit Aluminium metallisiert. Man kann nun als nächsten Schritt die Produktion günstiger machen, aber auch den Wirkungsgrad erhöhen. Eine Möglichkeit für eine höhere Effizienz ist die Rückseitenpassivierung. Hier sind durchaus noch Fortschritte zu erwarten.

Aber auch durch die Bearbeitung der Oberflächenstruktur, der sogenannten Texturierung  können Solarzellen mehr Energie umwandeln. Die Texturierung ist notwendig um Reflexionsverluste zu verringern. Jedoch muss man bei der Reduktion dieser sogenannten optischen Verluste immer drauf achten, dass bei einer zu hohen Reflexionsminderung auch der Wirkungsgrad geringer wird - zumindest wenn man übliche Verfahren benutzt. Das Ziel, einer bestmögliche Textur zu geringstmöglichen Kosten kommt man durch immer kleiner werdende Drahtdurchmesser, höhere Sägegeschwindigkeiten näher. Eine Veränderung der letzten Zeit war, dass überwiegend Zusätze in den alten Ätzprozess gegeben werden. Die sogenannte Black-Silicon-Technologie verspricht noch geringere Reflexionen, jedoch ist der Aufwand noch unverhältnismäßig hoch. Und der Einfluss auf die Lebensdauer noch nicht geklärt.

Eine nach wie vor sich in der Weiterentwicklung befindende Technologie stellen Dünnschichtmodule aus CIGS und CdTe dar. Dank großflächigen Dünnschicht-Beschichtungsanlagen kann man mit Siliziumtechnologie auf der Kostenseite mithalten. Hier ist das „Ende der Fahnenstange“ noch lange nicht erreicht.

Ein weiterer sehr interessanter Ansatz kommt aus der „Vehicle Integrated PV”, der Photovoltaik für Fahrzeuge. Hier geht es um Verbesserungen des Moduls und nicht der Zelle. Das Ziel ist einen neuen Modulbereich zu gestalten, Module, die aufgrund ihrer Anwendung Leichtbaumodule sein müssen. Um diese neue Gewichtsklasse zu erreichen werden bei flexiblen Modulen Polymere als Frontseite eingesetzt, bei festen Modulen wird die Rückseite mit z.B. durch Wabenkernstrukturen ersetzt. Durch die Gewichtsreduzierung erreicht man ca. 40 W/kg, statt 10 bis 20 W/kg, zudem sind die Module durchaus auch kostengünstiger.

Matthias Hüttmann