Eine neuartige Technologie soll Strom aus Solarzellen mit konventioneller Energieerzeugung konkurrenzfähig machen
Eine neuartige Technologie soll Strom aus Solarzellen mit konventioneller Energieerzeugung konkurrenzfähig machen. Gelingen soll dies durch eine billigere Herstellungsmethode, eine spezielle Rollenfertigung.
***
In der Fotovoltaik finden sich derzeit drei Strömungen. Mit mehr als 80 Prozent Verbreitung sind heutzutage vor allem monokristalline Zellen, die aus sogenannten Wafern, also einkristallinen Siliziumscheiben, hergestellt werden, und polykristalline Zellen, die sich deutlich preisgünstiger fertigen lassen, am Markt zu finden.
Daneben gibt es die sogenannten amorphen Solarzellen, die aus einer dünnen, nichtkristallinen Siliziumschicht bestehen und daher auch als Dünnschichtzellen bezeichnet werden. Der große Vorteil dieser Lösung liegt in einer noch deutlich billigeren Fertigung, da die Module durch Aufdampfen auf entsprechende Trägermaterialien hergestellt werden können. Die kleinste Verbreitung weisen die mikrokristallinen Zellen auf - dabei handelt es sich um Dünnschichtzellen mit mikrokristalliner Struktur.
Generell kann derzeit gesagt werden, dass eine teurere Fertigung einen höheren Wirkungsgrad ermöglicht, dabei aber weniger Flexibilität bietet. Ein Umstand, den es aus Sicht des Wiener Unternehmens Crystalsol zu beheben galt. Das Unternehmen forschte daher an einer neuen Technologie zur Herstellung von Fotovoltaikmodulen. Es wollte nicht nur neue Fertigungsprozesse und neue Materialien entwickeln, sondern auch die Vorteile der etablierten Ansätze in der Fotovoltaik miteinander verknüpfen. Diese Überlegungen und die dahinterstehende langjährige Forschung wurden mit dem österreichischen Staatspreis für Umwelt und Energie ausgezeichnet.
Biegsam und formbar
Das erklärte Ziel sei es, Strom aus Solarzellen mit konventioneller Energieerzeugung konkurrenzfähig zu machen. "Der Kern unserer Technologie ist eine aktive Schicht aus kleinen Einkristallen, wobei jeder Kristall eine winzige fertige Solarzelle ist und Strom produzieren kann - eine Monokorn-Membran", erklärt Wolfgang Ressler von Crystalsol. Die dabei verwendeten Materialien sowie der Herstellungsprozess seien dabei deutlich kostengünstiger als bei herkömmlichen Solarzellen auf Silizium- oder Dünnschichtbasis. Außerdem können die Module bei Bedarf flexibel sein und in Form und Größe auf Kundenwünsche angepasst werden.
"Wir verbinden die Vorteile von hocheffizientem, monokristallinem Pulver mit der billigeren Rollenfertigung, da sich das Pulver leicht auf flexible Materialien aufbringen lässt", sagt Ressler.
Potenzielle Kunden sind Solarzellenhersteller, die dadurch wiederum günstigere Lösungen am Markt anbieten und dadurch den Kunden auch größere Vorteile bringen sollen. "Unsere Module sind biegsam, formbar, können auch semitransparent gefertigt werden und liefern dabei aber einen deutlich höheren Wirkungsgrad als bisherige Lösungen", schildert Ressler.
Zwischen Tallinn und Wien
Die Crystalsol-Technologie basiert auf Jahrzehnten von Forschung und Entwicklung. Bereits in den 1960ern patentierten die Philips Research Laboratories eine frühe Version von monokristallinen Membranen. Diese Entwicklungen begeisterten damals auch einen jungen Forscher, der nun maßgeblich hinter der heimischen Technologie steht. "Dieter Meissner, der bei Crystalsol im Vorstand sitzt, hat sich schon seit Beginn seiner Forschungstätigkeit für diese Entwicklungen begeistert und entsprechende Ansätze verfolgt", erzählt Ressler.
Das russische Militär forschte in diese Richtung, und wie es die Geschichte so will, trafen die beiden Forscher Meissner und sein estnischer Kollege Enn Mellikov aufeinander und schufen so die Grundlage für die heutigen Entwicklungen. Ein wesentlicher Durchbruch gelang bei den Materialien. Man setzt auf ein Pulver aus umweltfreundlicheren und billigeren Rohstoffen - wie etwa Zink oder Zinn. Ein wesentlicher Faktor, um eine bessere Kosteneffizienz und damit auch eine echte Alternative zu den bekannten Lösungen zu schaffen.
Crystalsol ist derzeit operativ an zwei Standorten tätig - die Forschung und Entwicklung des Semiconductor-Pulvers erfolgt im estnischen Tallinn. Die Entwicklung des Endprodukts sowie dessen Produktion finden in Wien statt. Die ersten Zellen sind bereits im Labor verfügbar und werden noch ausgiebigen Tests, vor allem was den Wirkungsgrad betrifft, unterzogen. Die ersten Produkte sollen dann bereits 2011 verfügbar sein. (Gregor Kucera, DER STANDARD, Print-Ausgabe, 18.2.2010)
