Für die Fertigung von Solarmodulen und somit für jede Photovoltaikanlage spielen die passenden Halbleiter eine zentrale Rolle. Eine vielversprechende Möglichkeit, die bei vielen Herstellern im Einsatz ist, ist amorphes Silizium. Dieses Material kommt bei sogenannten Dünnschichtmodulen zum Einsatz, also den günstigen Modulen für den Einstieg.
Was genau ist amorphes Silizium eigentlich?
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei amorphem Silizium um einen sogenannten Halbleiter, der bei der Produktion von Solarzellen zur Anwendung kommt. Von den anderen Varianten auf dem Markt unterscheidet sich diese Ausführung vorwiegend durch das Herstellungsverfahren. Durch eine Abscheidung bzw. ein Aufdampfen der Schicht aus Silizium auf ein Trägermaterial erfolgt diese Herstellung. Die Schicht des Siliziums fällt mit wenigen Mikrometern sehr dünn aus.
Für die Produktion des amorphen Siliziums stehen mehreren verschiedene Varianten zur Verfügung, unter anderem das Vakuumaufdampfen oder auch die Kathodenzerstäubung, die auch unter dem Begriff Sputtern bekannt ist. Als dritte Möglichkeit im Bereich der Beschichtungs- und Abscheidemethoden steht die Gasphasenabscheidung bereit, die offiziell Abkürzung lautet CVD (chemical vapor deposition).
Besonders häufig kommt heute die plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung zum Einsatz. Das Plasma wird hierbei genutzt, um das Silizium aus einem siliziumhaltigen Gas abzuscheiden, sodass dieses im amorphen Zustand auf dem Trägermaterial niederschlägt.
Welche Vorteile bietet amorphes Silizium?
Wenn es um die Vorteile des amorphen Siliziums geht, steht hier vor allem der günstige Preis des Materials im Mittelpunkt. Die Fertigungsmethode ist gerade im Vergleich zu den anderen Möglichkeiten deutlich günstiger und spart somit im großen Stil bares Geld.
Dies gilt beispielsweise bei einem Vergleich zwischen dem Abscheiden von amorphem Silizium und der Waferherstellung bei mono- oder polykristallinen Silizium. Die Vorteile gehen beim amorphen Silizium allerdings deutlich über die günstigen Kosten hinaus und beziehen sich beispielsweise auf einen deutlich höheren Absorptionskoeffizienten.
Auch hier ist das amorphe Silizium dem kristallinen Silizium deutlich überlegen. Hierzu passt die hohe Photoempfindlichkeit, die schon bei geringen Schichtdicken gilt. Die Solarmodule, die auf dem amorphen Silizium basieren, zeigen somit deutlich bessere Möglichkeiten für die Energiegewinnung.
Dies zeigt sich beispielsweise bei diffusem Licht oder am frühen Morgen sowie am späten Abend, auch bei diesen Bedingungen können die Solarmodule Energie gewinnen. Abschließend überzeugt auch die niedrige Fertigungstherapie. Mit diesem attraktiven Vorteil lässt sich das amorphe Silizium auf vielen unterschiedlichen Trägermaterialien aufbringen.
Welche Nachteile sollten beim amorphen Silizium beachten werden?
Aber auch beim amorphen Silizium zeigen sich einige Nachteile. Der größte und wichtigste Vorteil in diesem Bereich ist die geringe Ladungsträgerbeweglichkeit. Diese begrenzt den möglichen Strom und setzt der Leistungsfähigkeit der Module somit deutliche Grenzen. Auch die Moudwirkungsgrade fallen geringer aus, wenn die Solarmodule aus amorphem Silizium bestehen.
Zudem kommt der sogenannte Staebler-Wronski-Effekt bei Solarmodulen aus amorphem Silizium zum Tragen. Dieser beschreibt, dass bereits in den ersten 1000 Betriebsstunden der Solarmodule der Wirkungsgrad deutlich abfällt, genauer gesagt um 25 Prozent.
Für sie als Verbraucher ist diese Information allerdings eher nebensächlich, da die Hersteller diesen Abfall der Leistung bereits bei der Erstellung der Datenblätter berücksichtigen. Die Daten bei der Auswahl stellen also bereits die wichtigen und realen Angaben für Sie dar.
