»Sharc25« - Solarforschung am ZSW Dünnschichtsolarzellen mit 25 % Wirkungsgrad

Das ZSW forscht an CIGS-Dünnschichtsolarzellen und koordiniert das Projekt »Sharc25«.
Das ZSW forscht an CIGS-Dünnschichtsolarzellen und koordiniert das Projekt »Sharc25«.

Ein hohes Ziel hat sich das europäische Forschungsprojekt »Sharc25« gesetzt: 25 % Wirkungsgrad bei CIGS-Solarzellen - also drei Prozent mehr als bisher. Ist so eine Superzelle realistisch?

Eine Supersolarzelle mit 25 % Wirkungsgrad – das ist das Ziel des europäischen Forschungsprojekts »Sharc25«. Elf Forschungspartner möchten den Wirkungsgrad für im Koverdampfungsverfahren hergestellte Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid, kurz: CIGS, auf die schon genannten 25 Prozent steigern. Im Vergleich zu den erhältlichen Dünnschichtsolarzellen wäre das eine Steigerung von drei Prozent. Ob das möglich ist?

Die elf Forschungspartner rund um dem Projektkoordinator, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, kurz: ZSW, sind zuversichtlich, diese Marke zu erreichen, und starteten im Mai mit ihrer Forschungsarbeit. »Sharc25« ist ein Akronym und steht für »Super High Efficiency Cu(In, Ga)Se2 Thin-Film Solar Cells Approaching 25%«.

Wirkungsgrad variiert

Der Wirkungsgrad von Dünnschichtsolarzellen variiert je nach Technologie: Dem Projektteilnehmer Empa gelang bei CIGS-Solarzellen auf Folie ein Wirkungsgrad von 20,4 %, welcher in etwa auf gleicher Höhe mit dem Wirkungsgrad von multikristallinen Solarzellen liegt; CIGS-Solarzellen auf Glas erreichten im Jahr 2013 einen Wirkungsgrad von 20,4 %, im Jahr darauf gelang dem ZSW eine Wirkungsgradsteigerung auf 21,7 %. Mit dem geballten Wissen möchten die fünf Forschungsinstitute, vier Universitäten und zwei Unternehmen ihrem Ziel näher kommen. Dafür verfolgen sie drei Strategien: ein verbessertes Absorbermaterial, die Nutzbarmachung von neuen Konzepten für effizientere Ober- und Grenzflächen sowie ein optimiertes Lichtmanagement.

Konkurrenzfähigkeit steigern

Mit dem höheren Wirkungsgrad hoffen die Projektpartner, die Konkurrenzfähigkeit der europäischen Dünnschicht-PV-Industrie gegenüber den auf dem Markt dominanten multikristallinen Solarzellen aus Asien zu erhöhen. Daher soll es im Rahmen des Projekts auch Vorschläge für die industrielle Umsetzung der erzielten Forschungsergebnisse geben, um z.B. die Kosten der industriellen Solarmodul-Produktion auf unter 35 ct/W und die der installierten PV-Systeme auf unter 60 ct/W zu senken.

»Sharc25« wird im Rahmen des EU-Forschungsrahmenprogramm »Horizon 2020« mit rund 4,6 Mio. Euro gefördert. Die Schweizer Regierung steuert weitere 1,6 Mio. Euro bei.