Dünnschichtmodule für Photovoltaik Anlagen

Dünnschichtmodule: dünne & leichte Solarzellen

Dünnschichtmodule werden aufgedampft
oder gesprüht, Bild: First Solar
Manufacturing GmbHDünnschichtmodule werden meistens aus so genannten "amorphen" Solarzellen hergestellt und sind im Vergleich zu monokristallinen Solarzellen und polykristallinen Solarzellen sehr dünn und leicht.

Bei der Herstellung von Dünnschichtmodulen wird Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupferindiumdiselenid in einer dünnen Schicht auf ein Trägermaterial, zum Beispiel auf Glas oder Folie, aufgedampft beziehungsweise aufgesprüht. Eine Schicht ist nur rund einen Mikrometer dick.

Cadmiumtellurid, CdTe, ist hierbei eines von mehreren möglichen Halbleitermaterialien für die Herstellung von Dünnschichtmodulen. Cadmuim, Cd, ist ein in der Natur vorkommendes, metallisches Element, welches vorrangig bei der Zinkherstellung anfällt. Viele Industrie- und Konsumprodukte wie Batterien oder elektrische Geräte enthalten Cd. Tellur ist ein Halbmetall, das bei der Kupfer- oder auch der Nickelherstellung extrahiert wird. Als Cadmiumtellurid gehen beide Elemente eine stabile Verbindung ein, deren physikalische Eigenschaften optimal für die Verwendung in Solarmodulen zur Solarstromerzeugung geeignet sind.

Das Dünnschichtmodul wird dann direkt verschaltet und mit einer weiteren Glasschicht abgedeckt. Dünnschichtmodule sind oft kleiner als kristalline Solarmodule, haben eine sehr homogene Fläche und eine dunkelgrüne, bräunliche oder schwarze Färbung. Eine amorphe Solarzelle besitzt nicht die klassische kristalline Struktur wie polykristalline oder monokristalline Solarzellen. Die amorphe Solarzelle ist "gestaltlos".

Dünnschichtmodule benötigen wenig Rohstoffe

Für die Herstellung der Solarmodule wird sehr wenig Halbleiter­material benötigt, was Dünnschichtmodule preislich verhältnis­mäßig günstig macht. Die Herstellung der Solarmodule kann stark automatisiert werden, wodurch Dünnschichtmodule schnell und großen Mengen hergestellt werden.

Aufgrund der sehr geringen Dicke ist ein Dünnschichtmodul sehr flexibel und kann beispielsweise auch als Energiequelle für oder Jacken genutzt werden. Sehr verbreitet ist die Nutzung von Dünnschichtmodulen schon in Taschenrechnern oder anderen Kleingeräten. Voraussetzung dafür ist, dass als Trägermaterial in diesen Fällen Kunststoff statt Glas genutzt wird.

Der Anteil der Dünnschichtmodule für Photovoltaik Anlagen steigt kontinuierlich. Weiterhin steht derzeit die Perowskit Solarzelle im Fokus der Wissenschaft. Auch sie ist leicht und einfach herzustellen, weist aber zusätzlichen einen sehr guten Wirkungsgrad auf. Mit einer Markteinführung wird in den kommenden Jahren gerechnet.

Dünnschichtmodule benötigen mehr Dachfläche als andere Solarzellen

Vorteile einer amorphen Solarzelle sind eine gute Absorptionsfähigkeit. Weiterhin sind Dünnschichtmodule, für die amorphe Solarzellen oft Verwendung finden, sehr dünn, leicht und preiswert. Sie können diffuses Licht besser verarbeiten, aber der Gesamtwirkungsgrad ist schlechter als bei anderen Solarmodulen.

Ein Nachteil von Dünnschichtmodulen liegt in einem geringeren Wirkungsgrad, der rund 4 bis 10 Prozent beträgt. Dadurch erreicht ein Dünnschichtmodul für eine Photovoltaik Anlage eine geringere Leistung pro Quadratmeter. Lohnenswert sind Dünnschichtmodule daher eher bei größeren Dachflächen. Bei steigenden Temperaturen verringert sich der Wirkungsgrad der Dünnschichtmodule, jedoch in geringerem Ausmaß als bei polykristallinen oder polykristallinen Solarmodulen.

Auch bei diffusem Licht oder bei Verschattung der Photovoltaik Anlage verringert sich die Leistung nur geringfügig, weshalb es sich auch lohnen kann, Dünnschichtmodule auf Dachflächen anzubringen, die nicht direkt nach Süden ausgerichtet sind. Da Dünnschichtmodule rahmenlos sind, ist die Verschmutzung durch Umwelteinflüsse geringer. Allerdings sind Dünnschichtmodule dadurch auch nicht so stabil, was die Montage erschweren kann. Dünnschichtmodule werden beispielsweise von QS Solar, First Solar, Conergy und SolarTec hergestellt.

Mit einem Solarkataster können Sie schnell einen ersten Eindruck erhalten, ob sich ihr Dach für eine Photovoltaik Anlage eignet. Danach sollten Sie aber einen Fachbetrieb finden, der Sie bei der Wahl der richtigen Solarmodule berät.