Dünnschicht Techniken

ralosHistory 6.4.2008

Auf fast allen Messen werden wir momentan auf Dünnschicht Module angesprochen. Deshalb möchte ich hier auf diese Technik eingehen. Derzeit wird zwischen drei verschiedenen Dünnschicht Technologien unterschieden die zusammen in 2006 einen Anteil von ca. 8% an der Photovoltaik-Weltproduktion hatten.
Die Silizium Dünnschicht auch amorphes Silizium  (aSi) genannt, hatte 2006 noch einen Anteil von ca. 4,8% (ca. 80 MW) an der weltweiten Modulproduktion. In 2006 waren nur die Fa. Schott, drei Japaner und die Amerikaner United Solar System am Markt. In Deutschland expandieren derzeit fünf weitere Firmen und sollen bereits in 2008 ein viertel (von 480 MW) der weltweiten Kapazität produzieren. Amorphe Zellen sind relativ preiswert und die Hersteller können auf Erfahrungen der Mikroelektronikindustrie zurückgreifen. Der Ertrag ist bei Großserienfertigung noch gering und reduziert sich in den ersten 1.000 Betriebsstunden um 20% auf seine endgültigen Wirkungsgrad von ca. 6%. Der Rohstoff ist fast unbegrenzt vorhanden und nicht giftig. Der Ausbau soll im Jahr 2010 auf ca. 1.000 MW (in 2006 – ca. 80 MW = 12,5 fach) Produktion hochgefahren werden.

Die derzeit am meisten in den Schlagzeilen befindlichen Dünnschichtmodule sind die Cadmium Tellurid (CdTe) Module in 2006 fast nur von First Solar (ca. 60 MW) produziert. First Solar plant in 2008 bereits auf 210 MW zu expandieren. Neu am Markt möchte die Fa. Calyxo (Q-Cells) in 2007 ca. 15 und 2008 ca. 50 MW produzieren. Die dritte Firma Antec (GER) hat inzwischen Insolvenz angemeldet, was jedoch nicht auf die Technik sondern eher auf das Management zurückzuführen sein dürfte. Die CdTe Module werden laut First Solar in Frankfurt/Oder bereits zu sehr günstigen Kosten hergestellt. Allerdings ist Cadmium giftig und darf nicht in die Umwelt gelangen. Im Normalbetrieb der Module geschieht dies auch nicht, aber alle Module müssen auf jeden Fall recycelt werden. Dieses Manko wird leider immer wieder allen Dünnschichtmodulen angehängt ist aber nur bei CdTe Modulen gerechtfertigt. Die CdTe Produktion soll bis 2010 auf ca. 360 MW (in 2006 ca 60 MW = 6 fach) ausgebaut werden.

Die Kupfer-Indium-Selen (CIS) Dünnschichtmodule hatten 2006 nur einen minimalen Anteil von 0,2% oder ca. 10 MW produziert von drei Herstellern darunter Würth Solar (GER) und Sulfurcell (GER). Allerdings wollten bereits 2007 mehr als zehn Anbieter in Summe mehr als 150 MW produzieren. Bei dieser Technik wird die industrielle Produktion gerade hochgefahren und die Fertigungskosten dürften hier noch Spielraum nach unten haben. Der Wirkungsgrad liegt zwischen 9-12% recht hoch und stabil. In der Forschung wurden bereits 20% erreicht. Einige Hersteller verwenden noch zusätzlich Gallium und produzieren CIGS Module. Das Problem könnte die Verfügbarkeit von Indium sein das selten vorkommt und somit könnte es wieder einmal zu Lieferengpässen kommen. Als Besonderheit ist die 99%ige Absorption des einfallenden Lichtes noch zu nennen. Dadurch erscheinen die Module tiefschwarz, was von den Herstellern als besonders edel (z.B. Gebäudeintegration) dargestellt wird. Die Produktion soll in 2010 bereits ca. 600 MW betragen, was das 60 fache der 2006 Produktion wäre.

Damit könnten in 2010 ca. 2.000 MW Dünnschichtmodule auf dem Weltmarkt verfügbar sein und dann einen Anteil von ca. 20% haben. Dies ist jetzt aber eine heiße Spekulation von mir…

 

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