Der amerikanische Modulhersteller First Solar einen neuen Wirkungsgradrekrod aufgestellt. Immerhin 22,1 Prozent haben die Amerikaner geschafft – allerdings nur auf Zellebene und im Labor. Mit dem neuen Wirkungsgrad setzt First Solar aber auch noch ein Zeichen: Die Dünnschichtphotovoltaik will an dem Image kratzen, das die bisher den Markt dominierende kristalline Siliziumphotovoltaik für sich beansprucht. Die höhere Effizienz ist das Verkaufsargument. Doch mit den 22,1 Prozent für eine Zelle mit Cadmium-Tellurid als Halbleitermaterial haben die Amerikaner jetzt aufgeholt.
Voll im Plan
Gleichzeitig beweisen sie, dass sie ihre Technologie-Roadmap, die sie 2013 vorgestellt und ein Jahr später noch einmal angepasst haben, einhalten können. „Damals haben wir gesagt, dass wir bis Ende 2015 einen Wirkungsgrad von 22 Prozent erzielen wollen“, erklärt Raffi Garabedian, Chief Technology Officer bei First Solar. „Dieses Versprechen haben wir eingehalten. Der aktuelle Rekord bestätigt auch unser ungebrochenes Vertrauen in die Cadmiumtellurid Technologie als optimales Material für kostengünstige, zuverlässige und leistungsstarke Solarmodule.“
Von der kleinen auf die große Fläche
Mit dem Modul sind die Amerikaner jetzt bei einem Spitzenwert von 18,6 Prozent und damit schon über der Effizienz von vielen polykristallinen Modulen. Der immer noch große Unterschied zwischen Zell- und Modulwirkungsgrad zeigt aber gleichzeitig das Problem, dass es vor allem in der Dünnschichtphotovoltaik nicht so einfach ist, hohe Effizienzen von der Zelle auf das Modul zu übertragen und diese dann auch noch in der Massenfertigung aufzuskalieren. Anders als in der Siliziumphotovoltaik ist der Knackpunkt, die Halbleiterschichten auch auf großen Flächen gleichmäßig auf das Trägermaterial zu bringen. „Durch unsere intensive Solarzellenforschung in den letzten Jahren konnten wir die Effizienz und Energiedichte unserer in kommerzieller Serienfertigung produzierter Photovoltaikmodule dreimal schneller verbessern als unsere multikristallinen Siliziumwettbewerber.“
Zellrekorde sind die Grundlage
Zwar sind solche Rekorde, wie ihn First Solar jetzt aufgestellt hat, die Grundlage für effizientere Module aus der Serienfertigung. Aber letztlich ist für den Kunden entscheidend, wie viel Wirkungsgrad sein Modul auf dem Dach hat und das kommt nun mal nicht aus dem Labor, sondern aus der Massenfertigung. Doch auch da geht es bei First Solar kontinuierlich aufwärts. Auf ihren neusten Linien produzieren die Amerikaner inzwischen Module mit einem Wirkungsgrad von 16,4 Prozent. Damit liegen im Zeitplan. Denn die Roadmap sieht vor, dass Ende 2015 die durchschnittliche Effizienz der Module aus der Massenfertigung von First Solar 16,2 Prozent erreichen und damit die durchschnittliche polykristalline Konkurrenz eingeholt sein soll. Bis Ende 2017 soll der durchschnittliche Modulwirkungsgrad aus der Massenfertigung auf 17,2 Prozent verbessert werden. Damit hätte First Solar auch die Effizienzen der Hersteller von einfachen monokristallinen Modulen geknackt. Die kristalline Siliziumphotovoltaik muss dann schon neue Konzepte wie Heterojunction- oder PERC-Zellen einsetzen, um sich von der Dünnschicht noch abzuheben, was den Wirkungsgrad der Module betrifft.
Zumindest sieht so das erklärte Ziel von First Solar aus, um der kristallinen Siliziumkonkurrenz noch mehr Marktanteile abzujagen. Immerhin ist First Solar schon jetzt der größte Hersteller von Dünnschichtmodulen, aber auch der einzige Dünnschichtproduzent, der unter den zehn größten Modulherstellern rangiert. Die Marktanteile der Dünnschichtphotovoltaik sind immer noch gering. Das soll so nicht bleiben. (Sven Ullrich)
