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"Die Solarzelle ist noch lange nicht ausgereizt"

Im Gespräch mit Prof. Dr. Rutger Schlatmann, Leiter des Kompetenzzentrums für Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik am Helmholtz-Zentrum Berlin

Im Spätsommer hat das BMWi 2,8 Millionen Euro Forschungsgelder für die experimentelle Perowskitzellen-Großserienfertigung in Brandenburg bewilligt. Ist die Solarzelle "zurück"?
— Sie war nie wirklich weg. Sicherlich hat die Krise nach 2011 zu zahlreichen Insolvenzen geführt, andererseits haben viele Unternehmen aus der Branche, gerade die Maschinenbauer, weiterhin ihre Technologie ins Ausland verkaufen können. Jetzt mehren sich auch hierzulande die Zeichen für einen wachsenden Markt. Zwar sind die Margen klein und die Volumina groß – es braucht also einen Upscale-Effekt. Der wichtigste Schlüssel zum Markterfolg sind Wirkungsgradsteigerungen bei gleichen oder geringeren Kosten.

Welche Wirkungsgrade sind künftig bei Tandem-Solarzellen realistisch?
— Wir erwarten für Silizium-Perowskit-Tandems einen Wirkungsgrad von deutlich über 30 Prozent. Für Tandems mit III-V-Halbleitern wurde das im Labor bereits gezeigt, zum Beispiel von den Kollegen am Institut für Solarforschung in Hameln oder am ISE – wenngleich zu höheren Kosten.

Könnte man statt zwei auch noch weitere Zellen übereinanderstapeln?
— Ja. Die Komplexität in der Herstellung steigt allerdings immer weiter an und der relative Gewinn wird immer kleiner. Bei Tandems kann man theoretisch weit über 40 Prozent erreichen – und bei unendlicher Stapelung käme man auf einen maximalen Wirkungsgrad von 60 Prozent, allerdings bei beträchtlichen Aufwänden.

Woran forschen Sie gerade?
— Wir haben drei Schwerpunkte: Zum einen wollen wir zeigen, welches Wirkungsgradpotenzial da ist. Wir sind intern derzeit bei 26 Prozent, Oxford PV gerade bei 27. Damit ist die Tandemzelle schon jetzt besser als die beste Silizium-Einzelzelle. Wir möchten in den nächsten Jahren auf 30 Prozent kommen. Zum anderen untersuchen wir die wesentlichen Mechanismen der Aufskalierung: Hier geht es vor allem um Prozessoptimierung in der Produktion. Und zu guter Letzt versuchen wir, das enthaltene Blei durch ein anderes Material zu ersetzen und die Langzeitstabilität der Tandemzellen zu optimieren.

Wann werden wir mit den ersten Zellen auf deutschen Dächern rechnen können?
— Wenn alles gut läuft, halte ich einen Zeitraum von fünf Jahren für realistisch.


Interview: Jochen Reinecke

Möchten Sie noch mehr über die Tandemtechnologie erfahren? Hier geht es zum vollständigen Magazinartikel "Im Doppel günstiger: Solarstrom mit Tandemzellen"

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