Der Maschinenbau-Verband VDMA hat seine International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) aktualisiert. Teil des Updates ist eine Diskussion des Reifegrades von Technologien. So bewerten mehr als 35 Experten entlang der Photovoltaik-Wertschöpfungskette den Entwicklungsstand verschiedener Technologien im Rahmen der Photovoltaik-Produktion. Der Reifegrad gibt Einblicke, inwieweit neue Technologien bereits eingesetzt werden oder ob es weiterer Entwicklungsarbeit für die Implementierung der Technologie in die Massenfertigung bedarf.
Der Report deckt die gesamte Wertschöpfungskette der kristallinen Silizium-Photovoltaik ab – von der Kristallisation, den Wafern und der Zellherstellung bis hin zur Modulfertigung und den Photovoltaik-Systemen.
Besonders Augenmerk legt die aktuelle Fassung der ITRPV auf den Trend zu den größeren Wafer-Formaten 182 und 210. Die Größe der Wafer hat wesentlichen Einfluss auf zahlreiche technologische Aspekte – den Siliziumverbrauch, die Waferdicke, auf die Produktion der Zellen und Module sowie die möglichen Moduldimensionen. Aus der Roadmap geht hervor, dass der Reifegrad des Anlagendurchsatzes in der Zellproduktion über alle Prozessschritte hinweg bei den Größen 166 und 182 vergleichbar ist. Hingegen zeige der Reifegrad beim Waferformat 210, dass hier perspektivisch mehr Entwicklungsarbeit notwendig ist.
Deutliche Gewinne beim Wirkungsgrad
Im Rückblick stellt die Roadmap heraus, dass die fortgesetzte Einführung der PERC- und Halbzellen-Technologie höhere durchschnittliche Modulwirkungsgrade ermöglicht hat. Die Verwendung größerer Wafer führte zu neuen Modulleistungsklassen von 500 Watt und mehr.
Die Preislernkurve setzte die Entwicklung der Vergangenheit fort – die Rate stieg auf fast 24 Prozent. Die Roadmap geht davon aus, dass die Solarindustrie diesen Kurs in den nächsten Jahren fortsetzen kann. Potenzial sieht sie unter anderem in verbessertem Wafermaterial, optimierten Zellvorder- und -rückseiten, verfeinerten Layouts, in bifazialen Zellkonzepten sowie der Einführung neuer Zelltechnologien.
Auch beim Modul-Wirkungsgrad erwartet die Roadmap große Fortschritte. Die Effizienz gängiger p-Typ-Mono-Silizium-Module soll in den nächsten zehn Jahren von circa 20 auf 22,2 Prozent ansteigen, der von n-Typ-Modulen von ungefähr 21 auf etwa 23 Prozent. Siliziumbasierte Tandem-Zellen und -Module werden der Roadmap zufolge voraussichtlich ab 2023 in der Massenproduktion eingesetzt, beginnend mit Modulwirkungsgraden von 22,5 Prozent. Die Kombination aus reduzierten Herstellungskosten und erhöhter Zell- und Modulleistung wird die Wettbewerbsfähigkeit der Photovoltaik weiter stärken, stellt die Roadmap fest.
Der VDMA hat bereits für die nächste Ausgabe der ITRPV eine Datensammlung gestartet. Die Fragen sind mit dem internationalen ITRPV-Komitee abgestimmt. Der Fragebogen steht bis zum 16. Dezember 2021 online zur Verfügung. Die neue Roadmap soll Ende März 2022 publiziert werden.
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