Ultradünne Solarzellen sorgen für heißes Wettrüsten

Die Kostensenkung von Solarzellen gilt als die zentrale Herausforderung der modernen Photovoltaik. Um gegenüber den USA und Japan beim Kampf um die technologische Vorreiterschaft die Oberhand zu behalten, hat die Europäische Union jetzt das Forschungsprojekt ATHLET gestartet. Gemeinsam wollen Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus elf Ländern damit die Entwicklung von Solarzellen der zweiten Generation vorantreiben. So genannte Dünnschichtzellen sollen Forschern zufolge eine neue Ära der Photovoltaik einläuten.

„Im Rahmen des vierjährigen Projektes werden zwei Technologiepfade mit unterschiedlichem Materialansatz verfolgt“, erklärt Projektkoordinatorin Martha Lux-Steiner vom Hahn-Meitner-Institut Berlin. Ein Konzept sieht die Kombination zweier siliziumbasierter Zellen mit unterschiedlichen Absorptionsspektren vor. Mit der daraus entstehenden mikromorphen Dünnschichtsolarzelle kann das Spektrum des Sonnenlichts besser ausgenutzt werden. Der zweite Ansatz rückt vom ohnehin knappen Silizium als Grundmaterial ab und setzt auf eine neuartige Verbindung aus Kupfer, Indium und Selen (CIS). Dieses Material soll in der Lage sein, bei gleicher Schichtdicke wesentlich mehr Licht als Silizium aufzunehmen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Siliziumwafern kann somit mit weit weniger Materialaufwand und entsprechend geringeren Kosten produziert werden.

Bei der Entwicklung von Solarzellen der zweiten Generation setzen die USA und Europa auf eine breite technologische Palette, während Japan beinahe ausschließlich in die Entwicklung von Silizium-basierten Dünnschichtzellen investiert. Welche der beiden skizzierten Dünnschicht-Technologien das Rennen macht, ist Lux-Steiner zufolge allerdings noch völlig offen. Im Rahmen des EU-Projektes erhofft man sich neben der Entwicklung von entsprechenden Gerätschaften, die das kostengünstige Produzieren von großflächigen Modulen ermöglichen, auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades. Dieser muss, um mit herkömmlichen Silizium-basierten Zellen mithalten zu können, etwa 15 Prozent erreichen.

Lux-Steiner geht davon aus, dass moderne Solarzellen zukünftig sowohl in der Gebäudeintegration, als auch bei Verbrauchsgütern wie Handys oder anderen elektronischen Geräten eine noch viel bedeutendere Rolle spielen werden: „Der Marktbedarf ist immens und auch bei der technologischen Entwicklung sind wir nahe dran.“ Jetzt gehe es in erster Linie um die marktfähige Umsetzung, ist Lux-Steiner überzeugt.