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Wissenschaftler des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) am Standort Stuttgart haben den Wirkungsgrad von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) auf 22,0 Prozent verbessert – ein neuer Europarekord. Zum derzeitigen Weltrekord fehlen 0,3 Prozentpunkte. Grund für die Effizienzsteigerung sind dem Zentrum nach optimierte Produktionsprozesse. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Ergebnisse bestätigt. Experten sollen die CIGS-Technologie als Alternative zur konventionellen Silizium-Photovoltaik favorisieren: Von Seiten der Industrie sei bereits ein verstärktes Interesse daran zu verzeichnen. So hat der ZSW-Industriepartner Manz jüngst entschieden, sein Engagement für die CIGS-Technologie fortzusetzen und diese gemeinsam mit dem Forschern aus Stuttgart weiterzuentwickeln.
Die vom ZSW produzierte Rekordzelle hat mit einer Größe von 0,5 Quadratzentimetern das übliche Maß für Versuchszellen. Sie wurde in einer Laborbeschichtungsanlage mit Hilfe eines Ko-Verdampfungsverfahrens hergestellt. „Ausgereizt ist das technologische Potenzial bei 22 Prozent Wirkungsgrad noch lange nicht“, sagt Prof. Michael Powalla, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Photovoltaik. „In den nächsten Jahren sind bis zu 25 Prozent möglich.“ Die CIGS-Technologie hat in den vergangenen Jahren große Fortschritte gemacht, wie das ZSW berichtet: Beim Zellwirkungsgrad ist sie der marktbeherrschenden Konkurrenz, den multikristallinen Siliziumzellen, bereits enteilt. Der Vorsprung beläuft sich inzwischen auf einen Prozentpunkt. Bei den Modul-Wirkungsgraden hat die Silizium-PV noch die Nase vorne. Kommerziell erhältliche Module kommen auf 17 Prozent Effizienz, CIGS-Module liegen bei 14 Prozent. Die Produktionskosten der CIGS-Technologie betragen selbst bei kleinen Fabriken 40 US-Cent pro Watt. Nach einem Ausbau der Produktionskapazitäten sollen bessere Werte möglich sein. Modulwirkungsgrade von 18 Prozent und mehr sowie Kosten von rund 25 US-Cent pro Watt sollen bei CIGS-PV-Fabriken mit einer jährlichen Kapazität von 0,5 bis 1 Gigawatt erreichbar sein.
