Display-Fertigungstechnik für billigere Photovoltaik

Produktionsmethoden aus der Informationstechnologie könnten schon bald auch den Preis für Dünnschicht-Solarzellen reduzieren. Das berichtet Technology Review in seiner aktuellen Ausgabe 11/07 (seit dem 25. 10. am Kiosk oder online portokostenfrei zu bestellen).

Applied Materials, weltgrößter Gerätelieferant für Hersteller von Computerchips und Flüssigkristall-Bildschirmen, hat seine Maschinen für die Produktion von Dünnschicht-Solarzellen auf Silizium-Basis modifiziert. Mit der neuen Produktionslinie soll sich die Fertigung weiter automatisieren lassen. Zudem kommt sie mit amorphem statt dem teureren kristallinen Silizium aus. Die Maschinen arbeiten mit Glasscheiben, die dünn, aber etwa 5,7 Quadratmeter groß sind. "Allein durch diese Größe kann man ansehnliche Skalenvorteile erreichen", sagt Howard Branz, Leitender Forscher am National Renewable Energy Laboratory (NREL) der USA. Bis vor Kurzem konnten sich nur die LCD-Hersteller, deren Produkte sich reger Nachfrage erfreuen, solche riesigen Gerätschaften leisten: Eine einzige der neuen Applied-Produktionsstraßen kann pro Jahr Solarmodule für bis zu 75 Megawatt Stromerzeugung ausspucken – vor wenigen Jahren wäre das laut Hunter noch mehr als die gesamte weltweite Jahresproduktion an Dünnschicht-Solarprodukten gewesen.

Seinen Einstieg in den Solarmarkt hatte Applied Materials vor etwa einem Jahr bekannt gegeben. Die ersten Überlegungen dazu habe es aber schon vor 15 Jahren gegeben, sagt Craig Hunter, Leiter des Geschäftsbereichs Dünnfilm-Produkte. Denn genau wie bei der Herstellung von LCDs geht es bei Dünnschicht-Solarzellen darum, gleichmäßige und extrem dünne Schichten von Silizium und anderen Materialien auf großen Glasträgern aufzubringen.

Laut der Internationalen Energie Agentur IEA ist die weltweite Solarzellen-Produktionskapazität allein im vergangenen Jahr um rund 30 Prozent gestiegen; bis 2010 soll sie 18.000 Megawatt erreichen. Das führt zugleich zu hoher Nachfrage - und damit höheren Preisen - bei kristallinem Silizium, das für konventionelle Solarzellen gebraucht wird. Bei amorphem Silizium dagegen "gibt es keinerlei Knappheit bei den Vorprodukten, und es wird sie wohl auch nie geben", sagt NREL-Experte Branz. Er sehe deshalb "signifikantes Potenzial für die Kostenreduktion" durch die Massenfertigung nach LCD-Art.

Tatsächlich schätzt die European Photovoltaic Industry Association, dass sich der Anteil von Dünnschicht-Zellen in der Photovoltaik bis zum Jahr 2010 auf rund 20 Prozent mehr als verdoppeln wird. Ob der Strom dann allerdings von Zellen aus amorphem Silizium erzeugt wird, ist noch längst nicht ausgemacht. Hunter selbst weist darauf hin, dass seine Kunden scharfe Konkurrenz von anderen Technologien zu erwarten hätten: "Die Effizienz von amorphem Silizium muss höher werden, wenn es eine große Rolle spielen soll." Denn noch generieren Zellen aus amorphem Silizium deutlich weniger Strom pro Quadratmeter Modulfläche - kristallines Silizium ist mit einem Wirkungsgrad von etwa 15 Prozent bislang zwei- bis dreimal so leistungsfähig. (wst)