ZSW und HZB sehen enormes Potenzial für CIGS-Dünnschicht-Photovoltaik

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Die CIGS-Dünnschicht-Photovoltaik kann sich zu einer wichtige Säule für die globale Energiewende entwickeln. Zu dieser Einschätzung kommen das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) in einem jetzt vorgelegten Whitepaper.

CIGS-Dünnschichtmodule bieten hohe Leistung zu geringen Kosten, zudem erfordert ihre Herstellung wenig Energie. CIGS-Module machten auch ästhetisch anspruchsvolle Gestaltungen in Gebäuden und Fahrzeugen möglich. „Damit hat CIGS erhebliche Vorteile gegenüber anderen Technologien“, heißt es.

CIGS ist ein Halbleitermaterial aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Dünnschicht-Solarzellen auf CIGS-Basis übertreffen den Angaben zufolge alle anderen Dünnschicht-PV-Technologien mit einem Zellwirkungsgrad von 23,35 Prozent auf der Zelle und 17,5 Prozent auf der Modulebene. Die Produktionskosten von CIGS sind im Vergleich zu anderen PV-Technologien in Bezug auf Investitionen und insbesondere auf die Betriebskosten „sehr wettbewerbsfähig“.

CIGS-Technologien weisen vergleichsweise kleinen CO2-Fußabdruck auf

Die Eigenschaften ermöglichen den Einsatz von CIGS in einer Vielzahl von Anwendungen, für die andere Technologien ungeeignet wären. Neben Dach- oder Großflächen, bei denen CIGS mit anderen PV-Technologien konkurrenzfähig ist, eigne sich CIGS besonders für die Integration in Gebäude, zum Beispiel als Fassaden-, Fenster- oder Dachmaterial. Beim Einsatz auf flexiblen Substraten wie Stahl oder Polyimid könnten leichte CIGS-Module auch problemlos auf dem Dach von Fahrzeugen, z.B. Elektroautos, Bussen, Lastwagen, Schiffen oder Zügen, angebracht werden. 

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In Bezug auf die Umweltauswirkungen schneidet CIGS auch im Vergleich mit anderen Solarzell-Technologien „hervorragend“ ab, betonen ZSW und HZB. Der CO2-Fußabdruck beträgt nur 12 bis 20 Gramm CO2-Äquivalent pro kWh, was deutlich unter dem von kristallinem Silizium (50 bis 60 g) und deutlich unter dem von fossilen Technologien (700 bis 1.000 g) liegt. Die energetische Amortisationszeit beträgt weniger als 12 Monate und ist damit ebenfalls deutlich geringer als bei kristallinem Silizium (12 bis 18 Monate). Darüber hinaus kann CIGS mit geringem Aufwand und in hoher Qualität recycelt werden, so dass die anstehenden End-of-Life-Normen in der Europäischen Union und anderen Ländern erfüllt werden können. 

CIGS als „hochattraktives Geschäftsfeld“ für Investoren

Für Investoren biete die CIGS-Technologie ein „hochattraktives Geschäftsfeld“, meinen die Institute. Mit CIGS sei es möglich, voll integrierte Produktionsanlagen mit hohem Automatisierungsgrad zu bauen. Es gebe zugleich Potenzial für weitere Kostensenkungen, insbesondere bei den Betriebskosten. „Europa verfügt über Lieferanten für modernste Produktionsanlagen sowie über exzellente CIGS-Forschungseinrichtungen, die untereinander bestens vernetzt sind, und bietet damit ein ideales ‚Ökosystem’ für die Weiterentwicklung dieser Technologie“, so ZSW und HZB weiter.

Um das Potenzial von CIGS neben anderen PV-Technologien sowohl für den Klimaschutz als auch für die Wirtschaft zu heben, würden „günstige politische Rahmenbedingungen“ benötigt, heißt es weiter. Die Ausbauziele für die Photovoltaik auf deutscher und europäischer Ebene müssten erhöht und regulatorische Barrieren wie der 52-Gigawatt-Deckel beseitigt werden, damit die PV, insbesondere die Dünnschicht-PV, die globale Energiewende vorantreiben kann.

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