Tandemsolarzelle: Neuartige Technik produziert mehr Strom
Zwei oder gar drei übereinandergestapelte Solarzellen, die unterschiedliche Lichtspektren in Strom umwandeln, sind effektiver als einfache Zellen, ganz klar. Mit Silizium und Halbleitern aus dem III. und V. Hauptgruppe des Periodensystems wie Gallium und Arsen haben es schon mehrere Forschergruppen versucht. Jetzt kommt eine ganz spezielle Zelle dazu.
Die Basis bildet ein CIGS-Halbleiter – CIGS steht für Kupfer, Indium, Gallium und Selen, wie er schon serienmäßig hergestellt wird. Darauf packen Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Stuttgart und im Unternehmen NICE Solar Energy in Schwäbisch Hall eine Zelle, der nach Ansicht vieler Experten die Zukunft gehört. Sie basiert auf dem natürlich vorkommenden Kristall Perowskit, der auch synthetisch hergestellt werden kann. Er ist ein Meister im Einfangen von Lichtteilchen (Photonen), die Elektronen freisetzen, also einen elektrischen Strom erzeugen.
Profitiert China von der deutschen Forschung?
Perowskit-Kristalle sind transparent, sodass das Sonnenlicht auch die darunter liegende CIGS-Zelle erreicht. Jede dieser Zellen nutzt den Teil des Sonnenlichts, die es am besten in Strom verwandeln kann. Mit dieser Kombination lassen sich Wirkungsgrade von mehr als 30 Prozent erreichen.
Ob die Forschung Europa oder gar Deutschland in Form einer großen Produktionsstätte zugute kommt ist allerdings fraglich. NICE ist das Nachfolgeunternehmen von Würth Solar, das CIGS-Zellen produziert hat, aber nicht in die schwarzen Zahlen kam. NICE gehört der China Energy Group, der Shanghai Electric Group, der ebenfalls chinesischen Future Science City und der Manz in Reutlingen, die Anlagen zur Herstellung von Solarzellen baut. Die Würth-Fabrik existiert noch, wird aber nicht mehr für die Serienproduktion genutzt. Sie dient als Forschungsfabrik, in der neue Produktionstechniken erprobt werden. Jetzt sind es die so genannten Tandemzellen.
Capitano läuft noch bis 2024
KIT und ZWS entwickeln in diesem Capitano genannten Projekt gemeinsam neue Materialien und Prozesse sowie Prototypen zur Herstellung von Perowskit-Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad und hoher Transparenz. In Schwäbisch-Hall werden sie unter industrienahen Bedingungen hergestellt. Manz schließlich soll später die Produktionsmaschinen bauen.
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert Capitano mit rund 5,2 Millionen Euro. Es hat eine Laufzeit von fünf Jahren, also bis 2024.
via KIT
