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Dünnschichtmodule – für den besonderen Anspruch

Über viele Jahre hinweg war der deutsche Photovoltaikmarkt von zwei Solarzellen geprägt: Der monokristallinen und der polykristallinen Solarzelle. Seit einigen Jahren kommt jedoch eine neue Technik auf, die der Dünnschichtmodule. Sie zeichnen sich durch eine extrem geringe Dicke und ein ebenso geringes Gewicht aus. Das führt zu Vorteilen, darunter etwa:

  • geringerer Verbrauch von Halbleitern bei der Herstellung
  • stark automatisierte Herstellungsprozesse, so dass große Mengen Dünnschichtmodule in kürzester Zeit hergestellt werden können
  • stark verringerte Anschaffungspreise
  • geringes Gewicht, so dass Dünnschichtmodule auch für PV Anlagen auf älteren oder weniger belastbaren Dächern installiert werden können
  • vergleichsweise geringer Leistungsverlust bei diffusem Licht und Verschattungen
  • vergleichsweise geringer Leistungsverlust bei hohen Temperaturen
  • hohe Flexibilität der Dünnschichtmodule
  • erhältlich auch in unkonventionellen Abmessungen
  • hohe Ästhetik, unter anderem durch verschiedene Farbgebungen, wie Schwarz, ein dunkles Grün oder ein bräunlicher Ton

Aufbau und Funktion der Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule werden mit einer extrem dünnen Schicht eines Halbleiters versehen. Diese ist nur etwa einen Mikrometer dick. Als Halbleiter kommen neben Silizium auch Cadmiumtellurid oder Kupferindiumdiselenid in Frage.

Die Halbleiter werden auf das Trägermaterial aufgedampft. Dabei kommt als Trägermaterial für PV Anlagen vorwiegend Glas in Frage. Neben dem Aufdampfen kann der Halbleiter auch aufgesprüht werden. Sofort wird das so entstandene Dünnschichtmodul miteinander verschaltet und mit einer weiteren Schicht aus Glas abgedeckt. Dadurch sind die Module mit einer extrem homogenen Fläche ausgestattet. Wie auch bei den anderen Solarzellen wird das auf das Dünnschichtmodul auftreffende Sonnenlicht durch die Halbleiter in Strom umgewandelt.

Vor- und Nachteile der Dünnschichtmodule

Neben den oben genannten Vorteilen der Dünnschichtmodule ist auch der Umweltgedanke zu nennen, dem diese Module gerecht werden. Durch den geringen Ressourcenverbrauch, sowie vergleichsweise wenig Energie, die für die Herstellung aufgebracht werden muss, kann der Umweltgedanke schon durch das Herstellungsverfahren berücksichtigt werden.

Es gibt jedoch auch einige Nachteile. Diese sind beispielsweise im Wirkungsgrad zu sehen, der bei Dünnschichtmodulen bei allerhöchstens zehn Prozent liegt und damit deutlich hinter den übrigen Solarzellen zurück bleibt. Damit braucht man fast die doppelte Dachfläche, um mit Dünnschichtmodulen den gleichen Ertrag, wie mit kristallinen Solarzellen zu erreichen.

Weiterhin sind Dünnschichtmodule in aller Regel rahmenlos gefertigt, was zwar die höhere Flexibilität zulässt und auch eine positive Wirkung auf die Reinigung von Verschmutzungen hat, jedoch genauso einen Nachteil bietet: Durch die fehlende Rahmenkonstruktion sind Dünnschichtmodule nicht ganz so stabil, so dass die Montage etwas schwerer fallen kann.

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