Wirkungsgradrekord für CIGS-Dünnschicht, erreicht durch das ZSW 2014

Die Fortschritte bei der CIGS-Dünnschicht in den vergangenen Jahren waren nach Aussagen von ZSW und HZB enorm.
Foto: ZSW

ZSW/HZB-White Paper: CIGS-Dünnschicht holt gegenüber kristalliner Technologie auf

26. Januar 2016 | Forschung und Entwicklung, Märkte und Trends, Topnews

Wirkungsgrade und Kosten für die CIGS-Dünnschicht haben sich nach einer Analyse der Wissenschaftler in den vergangenen Monaten der kristallinen Photovoltaik-Technologie angenähert. Das Potenzial bei der Dünnschicht ist nach den Aussagen im nun veröffentlichten White Paper noch sehr groß. Die geringen Einstiegsinvestitionen würden dabei eine große Chance für die Solarindustrie in Europa darstellen.

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Die multikristalline Silizium-Photovoltaik dominiert mit einem Anteil von mehr als 90 Prozent den Weltmarkt. Doch die CIGS-Dünnschichttechnologie macht enorme Fortschritte, wie nun eine Untersuchung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und das Helmholtz-Zentrums Berlin für Materialien und Energie (HZB) gemeinsam mit internationalen Experten aus Forschung und Industrie zeigt. Seit dem Eintritt der Dünnschichtmodule auf Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS)-Basis in die Massenproduktion im Gigawattmaßstab seien Rekorde in schneller Folge zu verzeichnen. Während multikristalline Siliziumsolarzellen momentan Wirkungsgrade von 21,3 Prozent erreichten, kämen CIGS-Solarzellen inzwischen schon auf 22,3 Prozent, heißt es in dem am Dienstag veröffentlichten „White Paper“. Bei den Modulwirkungsgraden liege die Silizium-Photovoltaik noch geringfügig vorn. Nach Angabe der Wissenschaftler sind die Produktionskosten der CIGS-Dünnschichtmodule mittlerweile sogar auf das Niveau der Siliziumtechnologie gesunken und liegen bei rund 40 US-Cent pro Watt.

Die Forschungen bei der CIGS-Dünnschichttechnologie haben viel Zeit in Anspruch genommen. Daher sind die Produktionskapazitäten im Vergleich zur Silizium-Photovoltaik noch nicht so groß. Nach einem Ausbau seien aber deutlich bessere Werte möglich. Wirkungsgrade von mindestens 18 Prozent und Kosten von rund 25 US-Cent pro Watt seien bei jährlichen Produktionskapazitäten von 500 bis 1000 Megawatt in den Fabriken möglich, schreiben die Wissenschaftler unter Berufung auf Industrieangaben. Die konkurrenzfähigen Produktionskosten stellten sich dabei – verglichen mit der Silizium-Photovoltaik – bereits bei geringen Kapazitäten ein. Damit seien deutlich niedrigere Einstiegsinvestitionen bei der CIGS-Dünnschicht nötig.

Dies eröffne gerade für die Solarindustrie in Europa große Chancen, schreiben die Wissenschaftler in ihrem vierseitigen White Paper. „Solarstrommodule auf Basis von Silizium werden noch eine Weile den übergroßen Marktanteil besitzen“, sagt ZSW-Vorstand Michael Powalla. „Die Chancen für die CIGS-Dünnschicht-Photovoltaik sind aber wieder gestiegen.“ Gerade für Modulhersteller und den Anlagen- und Maschinenbau in Deutschland und Europa sei dies jetzt eine Chance.

ZSW und HZB heben auch die technischen Vorteile der CIGS-Dünnschicht hervor. So lieferten die Solarmodule höhere Erträge bei Schwachlicht. Der geringere Energie- und Materialverbrauch bei der Produktion führe zudem zu kürzeren Energierücklaufzeiten. Auch die höhere Schattentoleranz sei ein Pluspunkt für die CIGS-Technologie und die Anlagenbesitzer. Darüber hinaus sei ihr äußeres Erscheinungsbild homogen, was es optisch attraktiv mache Dünnschicht in Hausdächern oder Fassaden zu integrieren. Flexible CIGS-Produkte würden derzeit noch entwickelt. (Sandra Enkhardt)

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