Suchen

CIGS-Photovoltaik ZSW stellt neuen Weltrekord bei Dünnschicht-Solarzellen auf

| Redakteur: Johann Wiesböck

Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat mit 22,6 Prozent Wirkungsgrad einen neuen Weltbestwert bei Dünnschichtsolarzellen aufgestellt und holen den Weltrekord nach Deutschland zurück.

Firmen zum Thema

ZSW-Forscher im Labor mit Weltrekordsolarzelle: Der Wirkungsgrad der CIGS-Photovoltaik steigt immer schneller.
ZSW-Forscher im Labor mit Weltrekordsolarzelle: Der Wirkungsgrad der CIGS-Photovoltaik steigt immer schneller.
(Bild: ZSW)

Stuttgarter Wissenschaftler vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) haben den bisherigen Rekordhalter für Dünnschicht-Solarzellen aus Japan um 0,3 Prozentpunkte übertroffen und holen damit den Weltrekord bereits zum fünften Mal ans ZSW. Der Forschungswettlauf zeigt unterdessen einen interessanten Trend: In den letzten drei Jahren hat sich der Wirkungsgrad der Dünnschichtsolarzellen auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) stärker erhöht als in den 15 Jahren zuvor. Höhere Wirkungsgrade machen Solarstrom günstiger.

Derzeit geht es Schlag auf Schlag bei den Solarforschern im Südwesten Deutschlands. Erst vor drei Monaten hatten sie mit 22,0 Prozent Wirkungsgrad eine eigene Bestleistung und damit erneut einen Europarekord erzielt. Die aktuelle Verbesserung um stolze 0,6 Prozentpunkte gelang in einer hochmodernen Laborbeschichtungsanlage mit Hilfe eines Ko-Verdampfungsverfahrens. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Ergebnisse bestätigt.

Die vom ZSW produzierte Rekordzelle ist rund 0,5 Quadratzentimeter groß, ein übliches Maß für Versuchszellen. Der aktuelle Rekord wurde durch Verbesserungen an mehreren Stellen des Produktionsprozesses erzielt, u.a. durch die Optimierung des Alkali-Nachbehandlungsprozesses der CIGS-Oberfläche.

Rasant verbesserte Wirkungsgrade in den letzten Jahren

Der Fortschritt in der Dünnschichtphotovoltaik hat sich innerhalb weniger Jahre stark beschleunigt: Von 1998 bis 2013 wurden nur alle zwei bis drei Jahre Rekorde erreicht. Der Wirkungsgrad stieg jährlich durchschnittlich um 0,1 Prozentpunkte. Seit knapp drei Jahren fallen die Weltrekorde nun im Halbjahresrhythmus.

Die Wachstumsraten betragen gegenwärtig im Schnitt 0,7 Prozentpunkte pro Jahr.

Mit den jüngsten Forschungsergebnissen könnte sich bald eine ernsthafte Konkurrenz zu der seit Jahren marktbeherrschenden Silizium-Photovoltaik entwickeln. Der Vorsprung gegenüber multikristallinen Siliziumzellen beträgt nun 1,3 Prozentpunkte.  

Noch kein Ende der Fahnenstange in Sicht: Dass mit dem neuen Erfolg das technologische Potenzial von CIGS-Solarzellen ausgereizt ist, glauben die ZSW-Wissenschaftler nicht. „Ich gehe davon aus, dass wir in den nächsten Jahren bis zu 25 Prozent Wirkungsgrad erreichen können“, sagt Prof. Dr. Michael Powalla, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Photovoltaik.

(ID:44115051)