Photovoltaik Solarstrom von der Rolle

Bild 1. Herstellung von Rolle zu Rolle, beliebig lang: Solarmodul mit organisch-chemischen Halbleitern auf Plastikfolie.
Bild 1. Herstellung von Rolle zu Rolle, beliebig lang: Solarmodul mit organisch-chemischen Halbleitern auf Plastikfolie.

Erregten Solarzellen aus organisch-chemischen Halbleitern aufgedruckt auf Plastikfolien anfänglichen mit Wirkungsgraden von 1 bis 2 % gerade mal ein müdes Lächeln, so hat sich das inzwischen gewaltig geändert. Heute sind sie weitaus effizienter, und der »finanzielle Wirkungsgrad« ist nicht zu verachten.

Alle Welt blickt auf den Wirkungsgrad. Solarzellen, die nicht mindestens 20 % bieten, gelten nicht als aussichtsreich. Da sind die konventionellen unschlagbar – Silizium und Verbindungshalbleiter in Dünnschicht. Wenn die organischen weit im Rückstand liegen, so heißt das aber noch lange nicht, dass sie keine Chancen hätten. Ihre Verfechter argumentieren vielmehr mit dem »finanziellen Wirkungsgrad«: Was kostet 1 kWh Energie bzw. 1 kW Leistung? Hier dürften die Neulinge (Bild 1) die herkömmlichen in absehbarer Zeit unterbieten. Der Nachteil der ineffizienten Physik spielt nur dort eine Rolle, wo die zur Verfügung stehende Fläche knapp ist, etwa auf Hausdächern. Es gibt aber genügend Fälle, wo sie überreichlich zur Verfügung steht. Hier kommen die anderen Vorzüge zur Geltung.

Bilder: 5

Solarstrom von der Rolle

Erregten Solarzellen aus organisch-chemischen Halbleitern aufgedruckt auf Plastikfolien anfänglichen mit Wirkungsgrade in der Größenordnung von 1 bis 2 % gerade mal ein müdes Lächeln, so hat sich das inzwischen gewaltig geändert. Heute sind sie weit
  • Vorteil Nummer eins: Sie sind extrem leicht. Die Trägerfolie (z.B. PET) ist typisch etwa 0,5 mm dick, 1 m² wiegt weniger als 1 kg. Damit ist das Verhältnis von gewinnbarer Leistung zu Gewicht unschlagbar (Bild 2). Die Montageeinrichtungen dürfen sehr viel schwächer gebaut sein, also billiger. Auch der Transport wird einfacher. Man erinnere sich an eine einstige Zigarettenreklame, wo ein Mann meilenweit durch den Urwald stapfte, um seiner Sucht zu frönen. Solche Trampelpfade, wo kein Jeep durchkommt, gibt es auf diesem Planeten jede Menge. Wer fernab aller Zivilisation Solarstrom nutzen will, der muss die Anlage erstmal dort hinschleppen. Wieviel kW Modulleistung kann man auf ein Kamel packen? In Form von Plastikfolien um Größenordnungen mehr als Silizium-Zellen zwischen dicken Glasplatten.
  • Vorteil Nummer zwei: Die Folie ist sehr flexibel und bricht nicht. Sie kann problemlos auf Zeltkonstruk­tionen montiert werden, die im Wind flattern. Und es sind fast beliebige Formen möglich; so lassen sich damit dekorative Elemente realisieren (Bild 3).
  • Vorteil Nummer drei: Die Herstellung geht sehr schnell. Als Material haben sich kleine Moleküle (Oligomere) gegenüber den Polymeren durchgesetzt, wie auch bei den ähnlich aufgebauten OLEDs. Sie werden im Vakuum aufgedampft, während die Folie von Rolle zu Rolle läuft. Die Länge ist nur durch die Größe der Aufwickelspulen begrenzt. Die Schichtdicke liegt bei 100 nm, für 1 m² reicht weniger als ein Gramm Material. Den prinzipiellen Aufbau gibt Bild 4 wieder. Die Fertigung kommt mit niedrigen Temperaturen aus und erfordert wenig Energie. Die Energierücklaufzeit liegt laut Angaben von Heliatek unter sechs Monaten. Die benötigten Materialien – deren Bestandteile größtenteils Kohlenstoff und Wasserstoff sind – werden nicht knapp und sind laut Aussage ihrer Hersteller nicht giftig. Dank schnell wachsender Erfahrung sinken die Produktionskosten ständig. Liegen die Preise derzeit noch etwa über denen von herkömmlichen Zellen, so wird sich das mit dem Übergang von der Pilot- zur Massenproduktion bald ändern.