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Dünnschichttechnologie CIGS auf Aufholjagd

Bildquelle: ZSW

Neue Daten vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg ZSW und Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie bescheinigen der Dünnschichtphotovoltaik auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid kurz CIGS ein Aufholen im Wettlauf der Solarstrom-Technologien. Veröffentlicht sind die Daten in einem vierseitigen White Paper, das eine Allianz aus 25 internationalen CIGS- Experten mit Prof. Michael Powalla und seinem Kollegen Prof. Rutger Schlatmann vom HZB zusammengetragen habe, meldeten das ZSW und HZB am 26. Januar 2016. “Der überwiegende Teil der Photovoltaikanlagen weltweit ist mit Solarzellen aus kristallinem Silizium bestückt. Dank bedeutender Fortschritte in der CIGS-Dünnschichttechnologie könnte sich dies künftig ändern”, stellten die Forscher zum Ergebnis ihrer Untersuchungen heraus. Sie werde als am weitesten entwickelte Silizium-Alternative mit den höchsten Wirkungsgraden immer effizienter und preiswerter. Daher sei die Zeit für Unternehmen, hier Produktionskapazitäten auszubauen, aktuell besonders günstig.

CIGS mit Multikristallin auf Augenhöhe

Neue Solarfabriken seien angesichts von Überkapazitäten, die in den nächsten Jahren durch den Nachfrageanstieg auf 100 Gigawatt jährlich schwinden, bald nötig, schlussfolgerten die Experten. Im letzten Jahr wurden 52 Gigawatt Solarstrom neu installiert, so dass die globale installierte Leistung in Summe 220 Gigawatt beträgt. Führend ist hierbei laut ZSW und HZB unter den Photovoltaiktechnologien mit einem überragenden Marktanteil von über 90 Prozent die kristalline Silizium-PV. Die Fortschritte der Dünnschicht-PV auf Basis von CIGS ließen jedoch aufhorchen. Nach dem Eintritt in die Massenproduktion im Gigawattmaßstab inklusive schlüsselfertiger Produktionsanlagen, sind die Produktionskosten der CIGS-Module laut White Paper auf das Niveau der Siliziumtechnologie, sprich 40 US-Cent pro Watt. Außerdem kämen CIGS-Solarzellen inzwischen schon auf 22,3 Prozent, während multikristalline Siliziumzellen heute Wirkungsgrade von 21,3 Prozent erreichten. Folglich lägen die CIGS-Technologie und Silizium-PV mit einem geringfügigen Vorsprung bei den Modul-Wirkungsgraden mit 15 bis 17 Prozent Effizienz nah beieinander.

CIGS immer konkurrenzfähiger

Für die noch nicht so großen Produktionskapazitäten der recht jungen Dünnschicht-PV halten die Autoren des White Papar nach dem Ausbau wie bei der Konkurrenz noch deutlich bessere Werte für möglich. So ließen sich nach Aussage von Industrievertretern Wirkungsgrade von 18 Prozent und mehr sowie Kosten von rund 25 US-Cent pro Watt bei CIGS-PV-Fabriken mit einer jährlichen Kapazität von 500 bis 1.000 Megawatt erzielen. Die konkurrenzfähigen Kosten stellten sich schon bei einem vergleichsweise geringen Produktionsvolumen ein, was für Investoren deutlich niedrigere Einstiegsinvestitionen mit sich bringe. Darüber hinaus punktete die Dünnschicht-Technologie mit technischen Vorteilen, indem die Module höhere Erträge unter Schwachlichtbedingungen aufwiesen und bei der Herstellung weniger Energie und Material verbrauchten. Höhere Schattentoleranz und optisch attraktive Integration in Hausdächer oder Fassaden gelten gegenüber der marktbeherrschenden kristallinen Konkurrenz eben so als Pluspunkte . “Solarstrommodule auf Basis von Silizium werden noch eine Weile den übergroßen Marktanteil besitzen”, sagt ZSW-Vorstand Prof. Powalla. “Die Chancen für die CIGS-Dünnschichtphotovoltaik sind aber wieder gestiegen.” Für Modulhersteller und den Anlagen- und Maschinenbau in Deutschland und Europa biete diese Aussicht für CIGS gleichfalls eine Chance.

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