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Energie-Innovation verbessert PV-Module

Bessere Solarzellen durch Lasertechnik

Solarzellen werden immer weiter verbessert. Der Hochschule München gelang es, den Wirkungsgrad von CIGS-Dünnschichtzellen auf über 17% zu erhöhen. Die etwas teureren Siliziumzellen erreichen mit aktuell 20% nur wenig mehr. Forscher der Universität Barcelona haben eine durchsichtige Solarzellen entwickelt, die auch als Fenster genutzt werden kann.

Der Hochschule München ist eine Verbesserung der Produktion von Dünnschichtzellen gelungen, die deren Wirkungsgrad um 15% erhöht. Dünnschichtzellen bestehen aus einer Glasscheibe, auf die dünne Schichten von Metallen und Halbleitern aufgetragen werden. Die leistungsstärksten Zellen bestehen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (kurz: CIGS-Zellen). 

Die neue Technik erhöht deren Wirkungsgrad auf etwas über 17%. Das Bedeutet, 17% des auf die Zelle fallenden Lichts werden in Strom umgewandelt. Marktübliche Siliziumzellen erreichen aktuell etwa 20%. CIGS-Zellen können ähnlich wie Siliziumzellen über 20% erreichen, benötigen dafür aber weit weniger Material.

Feine, mit Laser geritzte Rillen erhöhen den Wirkungsgrad

Bei der neuen Technik werden feine Rillen, die für die Leistungsfähigkeit der Zelle wichtig sind, per Laser eingeritzt. Nun arbeiten die Münchner daran, auch die einzelnen CIGS-Schichten auf das Trägermaterial Glas mit extrem kurzen Laserimpulsen aufzutragen und damit die Produktionskosten weiter zu senken.

Transparente Solarfenster entwickelt

Auch bei einem an der Uni Barcelona entwickelten Verfahren zur Herstellung transparenter Solarfenster spielen Laser eine zentrale Rolle. Diese tragen organische Halbleiter, die bei Sonneneinstrahlung Strom erzeugen, auf Glas auf. Das Verfahren kann einfach in die Massenproduktion umgesetzt werden. Der Wirkungsgrad legt bei recht geringen 4%. Die Forscher rechnen damit, dass dieser noch um einiges gesteigert werden kann. Ein Vorteil des Solarglases ist, dass es einen Großteil der wärmenden Infrarotstrahlung nicht durchdringen lässt. Bisher wird dazu spezielles Sonnenschutzglas genutzt, das zwar Strahlung abhält, aber keinen Strom erzeugen kann.

Riesiges Potenzial für Gebäudesolartechnik

Das Potenzial für Gebäudesolarzellen ist riesig. Das Fraunhofer ISE in Freiburg hat errechnet, dass alleine in Deutschland ein technisches Potenzial von 1.400 GW besteht. Damit könnte etwa das Doppelte an Strom erzeugt werden, was zu einer kompletten Versorgung Deutschlands ausschließlich mit Solarstrom nötig wäre.

Fazit: Solarzellen werden immer leistungsfähiger. Die durchsichtigen Zellen erweitern die Einsatzmöglichkeiten für Solarzellen in den vielversprechenden Gebäudesolarbereich.

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