Dünnschichtmodule sind Photovoltaik-Module, die aus sehr dünnen Schichten von Photovoltaik-Materialien hergestellt werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Photovoltaik-Modulen, die aus würfelförmigen Solarzellen bestehen, sind Dünnschichtmodule in der Regel flach und flexibel, was ihre Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen erleichtert.
Dünnschichtmodule können auf unebenen oder gekrümmten Oberflächen installiert werden und sind in der Regel weniger empfindlich gegen Schatten als andere Arten von Photovoltaik-Modulen. Allerdings haben sie im Allgemeinen auch eine geringere Effizienz bei der Stromerzeugung.
Wie werden Dünnschichtmodule hergestellt?
Die Besonderheit der sogenannten Dünnschichtmodule zeigt sich bei der Produktion. Prinzipiell erfolgt zunächst eine Beschichtung eines Trägermaterials mit einem Halbleiterwerkstoff. Bei diesem Werkstoff handelt es sich in der Regel um sogenannte Amorphes Silizium. Zwar sind auch alternative Materialien im Einsatz, beispielsweise Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-Selenid, allerdings stellen diese eher eine Ausnahme dar. Gleiches gilt für die Nutzung von mikrokristallinem Silizium.
Die Produktion der Dünnschichtmodule gestaltet sich gerade im direkten Vergleich zu anderen Verfahren deutlich einfacher, diese funktioniert mit viel weniger Aufwand. Dies gilt gerade im Vergleich mit den anderen Varianten, also den mono- oder polykristallinen Modulen. Der Grund hierfür ist ganz einfach, denn die sogenannte Waferherstellung entfällt bei der Produktion der Dünnschichtmodule vollständig aus.
Die Schicht des Halbleitermaterials, die via Verdampfung auf das Trägermaterial aufgebracht wird, ist nur wenige Millimeter dick. Zudem gestaltet sich die Produktion der Dünnschichtmodule auch aufgrund der breit gefächerten Möglichkeiten in Bezug auf die Trägermaterialien als besonders praktisch und effektiv. So sind nicht nur die gängigen Varianten in Metall oder in Glas möglich, auch eine Nutzung von Kunststoff ist beispielsweise möglich.
Wie fallen die Wirkungsgrade der Dünnschichtmodule aus?
Wenn es um die Wahl neuer Solarmodule geht, spielt der sogenannte Wirkungsgrad eine sehr wichtige Rolle. Denn dieser bestimmt maßgeblich den Ertrag und somit auch die Wirtschaftlichkeit der neuen Photovoltaikanlage. Im Vergleich zu den bereits genannten mono- oder polykristallinen Modulen können die Dünnschichtmodule aber leider nicht besonders abschneiden, denn bei diesen fällt der Wirkungsgrad deutlich geringer aus.
Die derzeit auf dem Markt verfügbaren Module weisen einen Wirkungsgrad von etwa fünf bis zehn Prozent auf, wobei unter optimalen Bedingungen im Labor sogar schon Werte in Höhe von 18 Prozent erreicht werden konnten. Hier ist also noch ausreichend Potenzial zur Verbesserung gegeben, die kommenden Jahre dürften also eine attraktive Entwicklung zeigen. Im Übrigen ist die Degradation der Solarmodule bereits im Wirkungsgrad berücksichtigt, diese liegt bei etwa 20 bis 25 Prozent in den ersten 1000 Betriebsstunden.
Welche Vorteile bieten Dünnschichtmodule?
Die Dünnschichtmodule überzeugen mit vielen Vorteilen und der geringe Wirkungsgrad muss kein großes Problem sein. Durch die geringen Anschaffungskosten und die preiswerte Fertigung lässt sich der geringe Wirkungsgrad beispielsweise durch eine größere Fläche bzw. eine höhere Anzahl der Module ausgleichen. Zudem fällt der Rohstoffverbrauch bei der Produktion deutlich geringer aus und das geringe Gewicht ist ebenfalls ein wichtiger Vorteil.
Bei diffusem Licht zeigen die Dünnschichtmodule ihre Stärken, da die Ausbeute hier deutlich besser ausfällt. Und auch bei Wärme droht kein Wirkungsgradverlust, der bei vielen anderen Modulen auftritt. Ob im kalten Winter oder im Sommer bei Temperaturen von weit über 25 Grad Celsius, die Module erzielen konstant gute Ergebnisse.