Happy Birthday: 70 Jahre Silizium-Solarzelle

Genau heute vor 70 Jahren präsentierten die Wissenschaftler der Bell Labs in New Jersey die erste praxistaugliche „solar battery“ der Öffentlichkeit. Die „New York Times“ berichtete euphorisch, dass „diese Erfindung den Anfang einer neuen Ära markieren könnte – die Nutzbarmachtung der nahezu grenzenlosen Sonnenergie für die menschliche Zivilisation“, zitiert „Deutschlandfunk“-Autor Frank Grotelüschen in einem Kalenderblatt-Beitrag zum 60-jährigen Jubiläum vor zehn Jahren.

Es dauerte allerdings einige Jahrzehnte, bis diese Vision greifbar werden sollte. Denn so richtig Fahrt aufgenommen hat der globale Ausbau der Photovoltaik in energiewirtschaftlicher Dimension erst in den letzten zehn Jahren. Wurden im ganzen Jahr 2004 weltweit ein Gigawatt Leistung installiert, waren es 2010 schon ein Gigawatt pro Monat, fünf Jahre später ein Gigawatt pro Woche und zuletzt rund ein Gigawatt pro Tag, berichtet Carsten Pfeiffer in einem Twitter-Thread. Er vermutet: „Noch in diesem Jahrzehnt werden wir wahrscheinlich einen jährlichen Zubau von einem Terawatt sehen.“

Dabei hatten die US-Wissenschaftler Daryl Chapin, Gerald Pearson und Calvin Fuller zunächst lediglich den Auftrag, eine zuverlässige Energiequelle für abgelegene Telefonanlagen zu entwickeln, wo sich herkömmliche Batterien nicht bewährt hatten. Solarzellen aus dem Halbleitermaterial Selen waren zuvor schon entwickelt worden, deren Wirkungsgrad aber für sinnvolle Anwendungen zu gering.

Erst die systematische, monatelange Entwicklungsarbeit an einer Silizium-Solarzelle brachte den am 25. April 1954 vorgestellten funktionierenden Prototypen des ersten nutzbaren Solarmoduls hervor. Der Wirkungsgrad soll etwa sechs Prozent betragen haben. Auch dieser wurde in den folgenden Jahrzehnten zunächst nur langsam gesteigert und erlebte vor allem in den letzten 15 Jahren durch die Industrialisierung der Photovoltaik-Produktion und den dadurch beschleunigten technischen Fortschritt einen Anstieg auf rund 25 Prozent, was nahe an der physikalischen Grenze etablierter Silizium-Solarzellen liegt.

Noch heute nennen Bell Labs, die damals zum Telekommunikationskonzern AT&T gehörten und heute unter Nokia Bell Labs firmieren, „the solar cell“ als eine ihrer „greatest innovations“. Die drei Wissenschaftler wurden im Jahr 2008 für ihre Erfindung posthum geehrt durch die Aufnahme in die US „National Inventors Hall of Fame“.