Solarzellen sind auf dem Vormarsch: Forscher arbeiten intensiv daran, ihre Wirkungsgrade in die Höhe zu treiben. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg konnten kürzlich sogar einen neuen Weltrekord aufstellen: Bei Solarzellen aus multikristallinem Blocksilizium erreichten sie einen Wirkungsgrad von 20,3 Prozent. Bislang galt 20 Prozent bei multikristallinem Silizium als magische Grenze.
Mancher Stromverbraucher mag sich jedoch wundern, wenn er – mit dieser Zahl im Hinterkopf – sein Dach mit einem Solarzellenmodul ausrüsten will. Denn diesen viel versprechenden Wirkungsgrad sucht er bei industriell gefertigten Kollektoren vergeblich. Dünnschichtmodule aus Kupfer-Indium- (Gallium)-Diselenid (CI(G)S), Kadmiumtellurid/Kadmiumsulfid (CdTe/CdS) oder amorphem Silizium (a-Si) erreichen teilweise nicht einmal die Hälfte davon. Bei multikristallinem (mc-Si) und monokristallinem (c-Si) Silizium, aus denen über 90 Prozent der verkauften Solarzellen bestehen, sieht es besser aus: Ihre Wirkungsgrade liegen etwa ein Drittel bis ein Viertel unter den Laborwerten.
Wie kann das sein? „In der Forschung stehen uns sehr aufwendige Technologien zur Verfügung, um Solarzellen zu entwickeln”, erklärt Stefan Glunz, Gruppenleiter der Zellentwicklung am ISE. „Doch die Industrie muss einen Mittelweg zwischen kostengünstiger Herstellung und hoher Effizienz wählen.” Daher habe sich auch die Art der Forschung geändert: Der Wirkungsgrad stünde nicht mehr allein im Mittelpunkt. Vielmehr ginge es darum, die Technologien einfacher, kostengünstiger und industriefreundlicher zu machen – und dennoch einen hohen Wirkungsgrad zu erhalten.
Ein weiterer Grund für die Differenz: Während die Wissenschaftler die Wirkungsgrade der einzelnen Zellen ermitteln, gibt die Industrie den Wirkungsgrad des gesamten Moduls an.
