Photovoltaik Dünnschichtmodule

Dünnschichtmodule sind, wie der Name schon sagt, sehr dünn im Vergleich zu monokristallinen oder polykristallinen Modulen. Das macht sie nicht nur in der Herstellung preiswerter, sie sind insgesamt auch leichter, zumeist rahmenlos und relativ unproblematisch in der Wartung. Die multitalentierten Solarmodule sind bereits seit langer Zeit auch bei anderen Geräten wie zum Beispiel Taschenrechnern im Einsatz. Im Bereich der Photovoltaik werden sie allerdings noch nicht sehr lange verwendet, langjährige Erfahrungsberichte liegen demnach noch nicht vor. Fest steht, dass sie sich besonders für große Dachflächen eignen, nicht nur weil amorphe Solarmodule preisgünstiger sind als mono- oder polykristalline Module, sondern auch weil große Flächen den geringeren Wirkungsgrad der Dünnschicht-Solarmodule in Bezug auf den zu generierenden Strom relativieren.

Wie entsteht ein Dünnschichtmodul?

Die Dünnschicht entsteht aus amorphen Solarzellen, indem zum Beispiel Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupferindiumdiselenid als dünne Schicht auf ein Trägermaterial wie Glas oder Folie aufgedampft wird. Dünnschicht bedeutet dabei, dass das Material nicht dicker als einen Makrometer ist. Das fertige Dünnschichtmodul wird dann direkt verschaltet und durch eine weitere dünne Schicht aus Glas abgedeckt. Generell sind Dünnschicht-Solarmodule kleiner als kristalline PV-Module, verfügen über eine sehr homogene Fläche und weisen eine dunkelgrüne, braune oder schwarze Färbung auf. Im Unterschied zu monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen sind amorphe Solarmodule „gestaltlos“ und sehr absorptionsfähig.

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Einen Überblick über die verschiedenen Hersteller und Typen von Dünnschichtmodulen finden Sie hier!
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Bildquelle: First Solar
Bildquelle: First Solar

Vorteile von Dünnschicht-Solarmodulen

Wie eingangs bereits erwähnt, sind die mit Dünnschicht ausgestatteten Photovoltaikmodule besonders praktisch in der Montage, da sie zum einen leicht sind und zum anderen aufgrund ihres hohen Absorptionsgrades auch mit diffusen Lichtverhältnissen oder Verschattungen hervorragend umgehen können. Es ist also durchaus möglich, Dünnschicht-Solarmodule auf Flächen anzubringen, die nicht direkt nach Süden ausgerichtet sind. Da sie zumeist ohne Rahmen produziert werden, ist die Verschmutzung durch Umwelteinflüsse gering und sie sind daher wartungsfreundlich.
Ein weiterer plausibler Punkt, der für Dünnschicht spricht ist, dass in der Produktion nur sehr wenig Halbleitermaterial benötigt wird, was natürlich die Kosten erheblich senkt. Des Weiteren ist es möglich, die Dünnschicht-Solarmodule stark automatisiert herzustellen, was eine schnelle Fertigung großer Mengen ermöglicht. Der Marktanteil der Dünnschicht Photovoltaik steigt seit einigen Jahren kontinuierlich an.

Nachteile von PV-Modulen mit Dünnschicht

Wie bereits erwähnt, ist der Wirkungsgrad der amorphen Solarmodule deutlich geringer als der anderer Photovoltaikmodule. Ein Dünnschicht-Solarmodul erreicht einen Wirkungsgrad von nur vier bis zehn Prozent und somit eine geringere Leistung pro Quadratmeter als die kristallinen Alternativen. Außerdem verringert sich der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen mit Dünnschicht bei steigenden Temperaturen zusehends. Um trotzdem genügend Energie einspeisen zu können, benötigen Dünnschichtmodule daher mehr Dachfläche als andere Solarmodule.

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Entwicklung und Marktprognosen

Die Dünnschichttechnologie wies in den vergangenen Jahren ein enormes Wachstumspotential auf, zwischen 2007 und 2009 erhöhte sich der globale Wachstumsanteil um 20 bis 40 Prozent. Während sich die Produktion von kristallinen Modulen immer mehr nach Asien verlagert, werden Dünnschicht-Solarmodule vorwiegend in Deutschland produziert. Die intensive Forschungstätigkeit in diesem Bereich richtet sich in erster Linie auf folgende Komponenten:

  • Steigerung des Wirkungsgrades,
  • Vertiefung des Prozessverständnisses,
  • Verwendung neuer Materialien,
  • Verbesserung der Prozess- und Produktionstechnologien,
  • Qualitätssicherung in der Modultechnologie.

Laut verschiedener Prognosen wird der Produktionsanteil in den nächsten Jahren auf bis zu 50 Prozent steigen. Um schnellstmöglich in eine homogenisierte Massenfertigung übergehen zu können, ist eine intensive, nachhaltige Begleitung durch die Forschung unabdingbar.

Welches Photovoltaikmodul am besten eingesetzt werden soll, hängt also von verschiedenen Faktoren ab. Oftmals ist eine günstige Anschaffung langfristig gesehen mit deutlich höheren Kosten verbunden. Je mehr man sich selbst mit den technischen Details dieser umweltfreundlichen Technologie beschäftigt, desto sicherer kann man sein. Fachmännische Beratung durch einen guten Solarteur ist in jedem Fall genauso sinnvoll, wie sich einen eigenen Überblick auf dem Onlinemarktplatz von SecondSol zu verschaffen.