NEWS | 9. Oktober 2024

Marktrevolution durch indische Rekord-Solarzelle?

Fotovoltaik dünn

Ein Forschungsteam des Visvesvaraya National Institute of Technology (VNIT) hat mit seiner kürzlich entwickelten Solarzelle einen neuen Rekord im Bereich der Dünnschichtfotovoltaik aufgestellt. Dazu verwendeten sie ein neues Material, das neben Indium und Gallium auch Wolfram enthält. Die neue CIGS-Solarzelle erreicht dadurch einen Wirkungsgrad, der fast so hoch ist wie der von monokristallinen Silizium-Solarzellen.

Neue CIGS-Solarzelle produziert 43 % mehr Strom

Die neue CIGS-Solarzelle des indischen Forschungsteams hat einen Wirkungsgrad von 25,7 %. Das bedeutet: 25,7 % des auftreffenden Sonnenlichts werden in Strom verwandelt. Der Rest verpufft oder wird zu Wärme. Bisher erhältliche kommerzielle CIGS-Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von 15 % bis 18 %. Somit würde eine herkömmliche Solaranlage (18 % Wirkungsgrad) mit einer Fläche von 10 Quadratmetern bei einer Sonneneinstrahlung von 1000 Watt pro Quadratmeter 1.800 Watt erzeugen. Demgegenüber produziert die neue Solarzelle aus Indien ganze 2570 Watt. Das sind 770 Watt mehr und somit etwa 43 % mehr Strom! Dieser Wert entspricht ungefähr dem zusätzlichen Strombedarf eines kleinen Haushaltsgeräts wie eines Kühlschranks oder eines großen Fernsehers, die zusätzlich betrieben werden könnten.

Vorteil in urbanen Gebieten

CIGS-Solarzellen sind biegsam, leicht, haben einen geringen Materialverbrauch und die Fähigkeit, effizient bei schwachem Licht zu arbeiten. Dadurch lassen sie sich gut in Gebäude integrieren und als Teil tragbarer Solargeräte nutzen. Sie sind also flexibler als die in großen Solaranlagen verwendeten monokristallinen Solarmodule aus Silizium, die dafür einen Wirkungsgrad um die 26 % aufweisen. Mit 25,7% ist die neue CIGS-Solarzelle aber sehr nah an dieser Leistung dran und punktet vor allem durch eine erhöhte Stromgewinnung auf kleiner Fläche. Gerade in urbanen Gebieten mit begrenzter Dachfläche könnte das einen entscheidenden Vorteil bedeuten. 

Neuer Standard für Gebäude-Solarzellen?

Die CIGS-Solarzelle ist nach den in ihren verbauten Materialien benannt: Kupfer (C), Indium (I), Gallium (G) und Selen (S). Eigentlich müsste jetzt noch ein W für Wolfram dazukommen, denn die neue CIGS-Solarzelle verdankt ihre erhöhte Effizienz einer Rückseitenfeldschicht aus Wolframdisulfid (WS2). Diese sorgt zusätzlich dafür, dass die Solarzelle hitzebeständiger ist und damit auch unter schwierigen klimatischen Bedingungen zum Einsatz kommen kann. Möglicherweise haben die indischen Forschenden hier den neuen Standard für Gebäude-Solarzellen entwickelt. In diesem Fall wäre nicht nur mit einer steigenden Nachfrage nach Wolfram zu rechnen, sondern auch nach den knappen Technologiemetallen Indium und Gallium. 

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