Flexibles Solarmodul auf Cadmium-Tellurid-Basis (CdTe), mit dem Forscher der schweizerischen Empa den Wirkungsgrad auf den neuen Rekordwert von 13,8% steigerten . (Bild: Empa)
von Michaela Neuner
US-WILMINGTON / DÜBENDORF (ks). Flexible Cadmium-Tellurid-Solarzellen sind nun beinahe so effizient wie starre auf Glas: Ein Team der Empa, der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in Zürich, erreichte mit einem flexiblem Superstrat-Material von Dupont einen Wirkungsgrad von 13,8% – und übertrafen damit seinen eigenen bisherigen Rekord von 12,6% deutlich.
Die farblose Polyimidfolie wird derzeit von Dupont als Teil der Kapton-Produktfamilie entwickelt. Sie ist mehr als 100-mal dünner und 200-mal leichter als Glas, das üblicherweise in Photovoltaik-Anlagen verwendet wird. Aufgrund ihrer Biegsamkeit und ihres geringen Gewichts sind flexible Solarmodule einfacher zu handhaben und zu installieren als gläserne. Das eröffnet neue Konstruktionsmöglichkeiten und verringert die Gesamtkosten von Solarsystemen. Durch kosteneffiziente Herstellungsprozesse im Rolle-zu-Rolle-Verfahren lassen sich zudem hohe Durchsatzraten bei der Herstellung flexiber Solarzellen auf Kunststoff-Trägermaterialien erzielen.
Das Empa-Labor für Dünnfilme und Photovoltaik ist spezialisiert auf die Entwicklung hocheffizienter Dünnschicht-Solarzellen. Den Forschern um Ayodhya N. Tiwari gelang es, Prozesse bei niedrigen Depositionstemperaturen – unter 450 Grad Celsius – für hocheffiziente CdTe-Solarzellen zu entwickeln und zu optimieren.
Auf Glas als Trägersubstrat erreichte Tiwaris Team einen Wirkungsgrad von 15,6%, auf flexiblen Polymerfolien lag der Rekord bislang bei 12,6%. Erst vor kurzem hatte Tiwaris Team den Effizienzrekord auch bei flexiblen Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (kurz CIGS) auf 18,7% verbessert.
„Eine Folie zu finden, die sowohl transparent ist als auch hohen Prozesstemperaturen widersteht, war eine große Herausforderung“, sagt Tiwari. „Die neue, farblose Polyimidfolie vereint nun beide Eigenschaften.“ Neuen Materialien komme eine erhebliche Bedeutung dabei zu, die Effizienz von Solarzellen bis zur Netzparität zu steigern, so Tiwari, und Solarstrom preislich konkurrenzfähiger zu machen. 2010 präsentierte DuPont drei neue Kapton®-Folien der Serie PV9100 für dünnschichtige PV-Module auf der Basis von amorphem Silizium (a-Si) und von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS). Die neue CdTe-Kapton-Folie soll 2012 auf den Markt kommen.
www.photovoltaics.dupont.com
www.empa.ch/tfpv
aus Produktion Nr. 28, 2011
