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Dünnschicht-Solarzellen erzeugen erstmals so viel Energie wie herkömmliche Solarzellen

| Redakteur: Thomas Kuther

Forschern ist es erstmals gelungen eine Energieeffizienz von 25% mit einer Dünnschicht-Solarzelle zu erreichen. Dank des 5-Millionen-Euro-Projekts werden Dünnschicht-Solarzellen damit gegenüber herkömmlichen Solarzellen nun wettbewerbsfähig.

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Eine Dünnschicht-Solarzelle: Forscher haben nun erstmals eine Energieeffizienz von 25 Prozent erreicht.
Eine Dünnschicht-Solarzelle: Forscher haben nun erstmals eine Energieeffizienz von 25 Prozent erreicht.
(Bild: imec )

Wissenschaftler der Universität Hasselt, des imec, von VITO und internationalen Partnern innerhalb des PERCISTAND-Konsortiums haben als erste eine Energieeffizienz von 25% mit einer Dünnschicht-Solarzelle erreicht. Das bedeutet, dass diese hauchdünne Solarzelle ebenso viel Energie erzeugt wie eine herkömmliche Siliziumsolarzelle. „Darüber hinaus sind unsere Solarzellen dünn und flexibel, was sie ideal für die Integration in Gebäude und Dächer macht“, freut sich Prof. Bart Vermang (Hasselt Unicersity/imec/EnergyVille). „Mit diesen Dünnschicht-Solarzellen sind wir zum ersten Mal wirklich konkurrenzfähig mit dem traditionellen Solarzellenplattensektor.“

„Pionierarbeit“: so beschreibt Bart Vermang, Koordinator des PERCISTAND-Konsortiums, die Entwicklung von Dünnschicht-Solarzellen. Dem Konsortium, das zum Teil aus den Kooperationen innerhalb von EnergyVille und Solliance besteht, ist es gelungen, mit Dünnschichtsolarzellen eine Rekordenergieeffizienz zu erreichen. „Wir haben zum ersten Mal eine Energieeffizienz von 25% erreicht, was genauso viel Energie ist, wie eine herkömmliche Solarzelle im Alltag erzeugen kann. Und wir haben noch nicht die Obergrenze unserer Dünnschicht-Solarzellen erreicht.

Um diese Rekordeffizienz zu erreichen, verwenden wir zwei Arten von Materialien, die wir aufeinander legen“, sagt Bart Vermang. Ein herkömmliches Solarpanel besteht aus einer einzigen Schicht, normalerweise aus Silizium. Für diese Solarzellen verwenden wir zwei verschiedene Materialien, die sich gegenseitig verstärken. Unser Konsortium ist eine Zusammenarbeit der, wie wir es sicher nennen können, besten Dünnschichtsolarzellen-Forschungsgruppen der Welt. Einige der Partner arbeiten an der unteren Zelle, während andere an der oberen Zelle arbeiten. In den letzten Wochen haben wir die besten Unter- und Oberzellen miteinander kombiniert, wodurch wir bereits diesen hohen Wirkungsgrad von 25 Prozent erreicht haben. Unser Ziel ist es nun, innerhalb der nächsten drei Jahre eine Energieeffizienz von 30 Prozent zu erreichen.

Dünnfilm konkurrenzfähig mit traditionellem Markt

„Wir werden damit wirklich mit traditionellen Solarzellenplatten konkurrieren können“, erklärt Bart Vermang. Unsere Solarzellen werden aus hauchdünnem, flexiblem Material hergestellt, so dass Sie Solarpaneele in allen Farben und Größen entwickeln können, die Sie in die Fassaden oder Dächer von Häusern integrieren können. Und weil die Solarzellen so dünn sind, wird für die Herstellung von Solarpaneelen weniger Material benötigt. Dadurch werden diese Solarpaneele noch billiger als die herkömmlichen“, sagt Bart Vermang. „Im Rahmen dieses Projekts arbeiten wir auch mit Wirtschaftswissenschaftlern zusammen, um die Kosten für diese Solarzellen zu analysieren. Auf diese Weise hoffen wir, bis zum Ende des Projekts ein Geschäftsmodell fertig zu haben, mit dem Unternehmen, die diese Solarzellen herstellen wollen, beginnen können“.

Wann wird die Öffentlichkeit in der Lage sein, Dünnschichtsolarzellen zu kaufen? „Im Moment ist es uns gelungen, diese Effizienzergebnisse in Solarzellen von etwa 1 cm² zu erzielen. Ich stelle mir vor, dass die Paneele innerhalb von acht Jahren auf dem Markt erhältlich sein werden. Es gibt noch eine Reihe von Hindernissen, die es zu überwinden gilt. Wir können zum Beispiel bereits die oberen Zellen auf die unteren Zellen legen und Energie erzeugen, aber es muss noch ein kosteneffizienter Weg gefunden werden, um die beiden Schichten in einem Modul zu kombinieren. Unsere Ingenieure an der Universität Hasselt und imec innerhalb von EnergyVille arbeiten derzeit daran. Und wir werden es auf jeden Fall schaffen“, so Bart Vermang abschließend.

Das Forschungsprojekt PERCISTAND wurde im Rahmen der Zuschussvereinbarung Nr. 850937 mit 5 Millionen Euro aus dem europäischen Programm „Horizont 2020“ gefördert. Das Konsortium besteht aus zwölf internationalen Partnern: Universität Hasselt, imec, VITO, TNO, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, Karlsruher Institut für Technologie, Empa Schweiz, Nationales Zentrum für wissenschaftliche Forschung - Institut PV Frankreich (CNRS-IPVF), Solar Schweiz, NICE Solar Energy, Australian National University, National Renewable Energy Laboratory USA.

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