Solarzellen zur Stromgewinnung haben in Zeiten gesteigerten Umweltbewusstseins zu einem deutlichen Zuwachs der  Stromerzeugung durch Sonnenlicht geführt. Die Kosten für diese Photovoltaikmodule sind nach Inkrafttreten des EEG (Erneuerbare Energien-Gesetz) erheblich gesunken, und Experten gehen neuerdings davon aus, dass schon in wenigen Jahren für Eigenheimbesitzer der eigene Solarstrom billiger sein wird, als der zugekaufte Strom, da die Stromanbieter verpflichtet sind, den in  Photovoltaik-Anlagen produzierten Strom zu einem festgelegten Preis abzunehmen.

Es gibt auf dem Markt grundsätzlich zwei Arten von Solarzellen:

Zu gut 90% werden nach wie vor die weit verbreiteten polykristallinen oder monokristallinen Silizium-Module eingesetzt, welche aber immer häufiger mit den sogenannten Dünnschicht-Modulen in Konkurrenz stehen. Am weitesten verbreitet für diese Dünnschichtzellen ist amorphes Silizium ASI (a-Si:H).

Ansonsten werden Kupfer-Indium-Diselenid (CIS, CIGS-Zellen), Cadmiumtellurid  (CdTe-Zellen) und Farbstoffzellen verwendet. Diese Materialien sind bis zu 100 Mal dünner als Silizium-Module und kosten aufgrund des viel geringeren produktions-technischen Aufwands und des Material- und Energieeinsatzes bedeutend weniger. Jedoch sind im amorphen Silizium, im Gegensatz zu kristallinen Silizium-Modulen, die Atome nicht gleichmäßig angeordnet – es besitzt nur eine gewisse Nahordnung, aber keine Fernordnung – und dieser Umstand bewirkt eine viel höhere Absorptions-Fähigkeit, sodass für solch ein Modul schon dieses hundertstel an Dicke ausreicht.

Aber dadurch ist der Wirkungsgrad gegenüber den poly- oder monokristallinen Modulen leider geringer. Dieser liegt so bei ca. 8%, durch Überlagerung der Schichten können auch stabile Wirkungsgrade von 10% erzielt werden.

Hergestellt wird amorphes Silizium durch chemische Abscheidung aus gasförmigem Silan, – und als Trägermaterial kommen meist Metallfolien zum Einsatz. Es eröffnen sich durch die geringe Dicke dieser Module interessante Anwendungsmöglichkeiten, denn man kann sie auf Textilien aufbringen, man kann aber auch semitransparente Zellen herstellen, die sowohl im optischen, als auch im Bereich des Sonnenschutzes nützliche Dienste leisten können. Bei geringem Wirkungsgrad bieten amorphe Silizium-Module ein Maximum an Flexibilität.

In der Dünnschichttechnologie bieten die Kupfer-Indium-Diselenid-Module zwar den effektivsten Wirkungsgrad, haben aber in feucht-heißem Klima Stabilitätsprobleme. CdTe-Module waren lange nur in den USA verbreitet,  inzwischen werden sie auch in Deutschland hergestellt. Diese Zellen bergen bei der Herstellung erhebliche Umwelt- und Gesundheitsrisiken und werden demzufolge nur in vollkommen geschlossenen Fertigungsanlagen hergestellt.

Farbstoff-Module bestehen aus Titandioxid und sind derzeit noch in der Entwicklung, kommen aber sicherlich bald auf den Markt. Die guten alten mono-, oder polykristallinen Silizium-Module sind etwa doppelt so effektiv wie ihre Dünnschicht-Kollegen, – also für den Einsatz zur Energiegewinnung auf dem Dach optimal. In der Feinelektronik, wo geringe Ströme ausreichen, um Effekte zu erzielen, sind aber die hauchdünnen Solar-Module auf dem Vormarsch.

Andere Beiträge zu dieser Thematik