Europarekord
Effizienzrekord bei preiswerten Dünnschicht-Solarzellen
Forschern des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) ist es gelungen, den Produktionsprozess für Kesterit-Dünnschichtsolarzellen zu vereinfachen, deren Absorberschicht mit preiswertem Zink und Zinn operiert.
Die Absorberschicht der Solarzellen enthält die gut verfügbaren und preiswerten Metalle Zink und Zinn. Am ZSW konnte der Wirkungsgrad dieser Zellen mittlerweile auf 10,3 Prozent angehoben werden– ein neuer Bestwert in Europa. Gegenüber der amerikanischen Kesterit-»Weltrekordzelle« mit 11,1 Prozent Wirkungsgrad bleibt dies zwar leicht zurück, jedoch konnte die deutsche 0,5 Quadradzentimeter große Versuchszelle in einem erheblich preiswerteren Verfahren hergestellt werden. Die Absorberschicht ist der zentrale Bestandteil von Solarzellen: Die Schicht nimmt einen Großteil des eingestrahlten Lichts auf und wandelt es in Elektrizität um. Ein guter Teil der Forschungsaktivitäten zur Optimierung von Solarzellen setzt deshalb hier an.
Prof. Dr. Michael Powalla, Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Photovoltaik am ZSW, erläutert den Charme der neuen Technologie: »Die neue Verbindung ist dem CIGS sehr ähnlich, enthält aber statt Indium und Gallium die nachhaltig verfügbaren und preiswerten Elemente Zink und Zinn. Zur Herstellung der Kesterit-Solarzellen beschichten wir Substratglas mit einer nicht-toxischen Tintenlösung, die die gewünschten Elemente enthält – und das ohne aufwändige Vakuumtechnologie«. Anschließend wird die Precursor-Schicht unter Hitzeeinwirkung selenisiert und dann mit den gleichen Verfahren wie bei der CIGS-Technologie weiterbehandelt.
Wenn die Grundlagenforschung auch Zukunftsoptionen für preiswertere Solarzellen eröffnet, ist es derzeit für den wirtschaftlichen Einsatz von Kesterit-Zellen noch zu früh, so die Einschätzung am ZSW.
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