Der amerikanische Modulhersteller First Solar hat den Wirkungsgrad für seine Dünnschichtmodule auf 18,6 Prozent hochgetrieben. Der Rekord wurde vom National Renewable Energy Laboratory des US-Energieministeriums bestätigt. „Das Cadmium-Tellurid-Dünnschichtmodul von First Solar wird nun zurecht als Hochleistungsprodukt eingestuft“, freut sich Raffi Garabedian, Technologievorstand von First Solar. „Früher hätte man unsere Technologie vielleicht als kostengünstige Technologie mit geringem Wirkungsgrad bezeichnet.“ Mit dem aktuellen Weltrekord habe First Solar aber bewiesen, dass es beides liefern kann: hohe Leistung und eine kostengünstige Dünnschichttechnologie.
Effizienter als multikristalline Module
Denn mit dem neuen Rekord präsentiere das Unternehmen erstmals ein Rekordmodul mit Cadmiumtellurid als Halbleitermatieral, das über dem Wirkungsgrad effizienter multikristalliner Module liegt, betont First Solar. Diese Angabe bezieht sich allerdings nicht auf die Apreturfläche, sondern auf die Gesamtfläche des Moduls. Auf diese Fläche gemessen, beträgt der Wirkungsgrad des neuen Moduls von First Solar 18,2 Prozent. „Somit übertrifft er die besten bisher bekannten multikristallinen Siliziummodule mit PERC-Technologie, die über einen Gesamtflächenwirkungsgrad von ungefähr 17,7 Prozent verfügen“, betonen die Amerikaner. Diese Daten haben die Amerikaner auf der Grundlage eines Aperturwirkungsgrades von 19,1 Prozent und den veröffentlichten Flächendaten eines Standardmoduls mit 60 Zellen errechnet. Denn kristalline Module sind größer als die Module von First Solar und verlieren somit auf die gesamte Fläche gemessen relativ an Wirkungsgrad. „Dazu kommt noch, dass Siliziumtechnologien sich ihrem Wirkungsgradzenit theoretisch angenähert und sich auch hinsichtlich der Kosten und Leistung nivelliert haben“, erklärt Garabedian. „First Solar kann dagegen mit seiner Dünnschichttechnologie weiterhin Gewinne im oberen Bereich erwirtschaften“, prognostiziert er. #8232;
Dünnschicht mit höherer Energiedichte
Im Wettbewerb mit der polykristallinen Siliziumphotovoltaik hätten die Dünnschichtmodule einen klaren Vorteil: Die Energiedichte ist höher, betont Nick Strevel, Chefentwickler bei First Solar. Deshalb kritisiert er, dass sich die Branche nur auf Messwerte wie den Wirkungsgrad bei Standardtestbedingungen konzentriert oder die anfallenden Kosten pro Watt, die allerdings auch wieder bei solchen Bedingungen gemessen werden. „Dadurch wird der tatsächliche Wert von Solartechnologien eher verdeckt“, schimpft Strevel. „Für unsere Kunden ist aber die Energie in Kilowattstunden wichtig, die von einer Solaranlage produziert wird, nicht ihre Nennleistung bei Standardtestbedingungen.“ Damit seien die Kennzahlen, die unter realen Bedingungen gemessen werden, für den Kunden viel relevanter. „Dazu gehören der Energieertrag, die Energiedichte, die Kosten pro Kilowattstunde und langfristige Zuverlässigkeit“, erklärt der Chefentwickler von First Solar. „Diese Werte vermitteln letztendlich ein viel umfassenderes Bild der realen Leistung eines Moduls. Die Maximierung der produzierten Kilowattstunden sind für die Senkung der Stromgestehungskosten bei Solarenergie viel entscheidender.“
So sieht Strevel eigentlich einen Wettbewerbsvorteil darin, dass zwar auf den Typenschildern von multikristallinen und Dünnschichtmodulen die gleichen Leistungsangaben mit dem selben Abdeckungsgrad stehen. Doch die Cadmium-Tellurid-Module erzeugen bis zu acht Prozent mehr nutzbare Energie auf der selben Oberfläche als ein Siliziummodul.
Acht Rekorde innerhalb von vier Jahren
Es ist schon der achte Wirkungsgradrekord, den First Solar seit 2011 vorlegt. Erst im Januar 2015 stellte das Unternehmen eine Forschungszelle mit einem Wirkungsgrad von 21,5 Prozent vor. Diese Zelle wurde damals im Photovoltaiklabor des Technology and Application Center (TAC) der Newport Corporation zertifiziert und die Effizienz vom NREL bestätigt. Mit dem neuen Rekordmodul verkleinert First Solar auch die Lücke zwischen Zell- und Modulwirkungsgraden. Wie letzterer allerdings mit möglichst wenig Verlusten in die Massenfertigung übertragen werden kann, ist die nächste Hürde, die die Amerikaner noch nehmen müssen. (Sven Ullrich)
