Durchbruch bei CIGS Modulen

Nach dem Wirkungsgrad-Durchbruch der Manz AG, weisen CIGS-Dünnschicht-Solarmodule nun einen annähernd gleichen Wirkungsgrad wie monokristalline Solarmodule auf. Manz ist es gelungen, auf der Produktionsanlage CIGSfab bei Dünnschicht-Solarmodulen einen Wirkungsgrad von 14,6 Prozent zu erreichen. Beide Solarmodularten stehen nun in unmittelbarer Konkurrenz, jedoch nicht bei den Produktionskosten, sondern lediglich beim Wirkungsgrad. Auf der integrierten Produktionsanlage CIGSfab können jetzt Solarmodule produziert werden, die in Zukunft Strom liefern, der je nach Standort nur zwischen 4 Eurocent (Spanien) und 8 Eurocent (Deutschland) pro Kilowattstunde kostet.

 

 

Technologischer Durchbruch

Das CIGS-Solarmodul von Manz wurde auf einer Massenproduktionsanlage hergestellt und stellt mit 14,6 Prozent Wirkungsgrad auf Gesamtmodulfläche und 15,9 Prozent auf Aperturfläche einen Weltrekord für Dünnschichtmodule dar. Der Modul-Wirkungsgradrekord des bisherigen Kostenführers für Dünnschichtmodule First Solar, sowie der Rekord auf Aperturfläche von MiaSolé, wurden somit eindrucksvoll überboten. Gleichzeitig ziehen Dünnschichtmodule im Wirkungsgrad nun mit multikristallinen Solarmodulen gleich. Ein technologischer Durchbruch in der Solarindustrie.

Dieter Manz, Gründer und CEO der Manz AG: „Unsere Technologie hat das Potential, die Wende für die Solarbranche einzuläuten. Zudem konnten wir damit den einzigen bisherigen Nachteil der Dünnschicht-Technologie, den geringeren Wirkungsgrad, wettmachen – denn bei den Produktionskosten ist Dünnschicht eh schon deutlich günstiger.“

Das Unternehmen hat mit der vollautomatisierten Fertigungslinie Manz CIGSfab die Investitionskosten für eine Produktionsanlage in den vergangenen zwei Jahren um rund 40 Prozent senken können. Möglich wurde das vor allem durch Neuentwicklungen im Bereich der Prozessanlagen, wie zum Beispiel des CIGS CO-Verdampfers, einer signifikaten Erhöhung der Durchsatzraten und der Standardisierung des eingesetzten Equipments. „Auf unseren Anlagen hergestellte Dünnschichtmodule sind überall auf der Welt wettbewerbsfähig“, so Dieter Manz, „Das Wachstum des Solarmarkts wird damit nicht mehr von nationalen Förderbedingungen abhängen.“

Die mit der CIGSfab möglichen Produktionskosten liegen auf einer Anlage mit 200 MW Jahreskapazität bei nur noch 0,55 US-Dollar/Wp. Bei Fabriken im Gigawattbereich fallen diese sogar auf unter 0,40 US-Dollar/Wp. Im Vergleich dazu liegen die Produktionskosten von kristallinen Solarzellen chinesischer Hersteller im Schnitt bei rund 1 US-Dollar/Wp. Diese Photovoltaik-Module werden größtenteils unter Herstellungskosten verkauft. Die CIGS-Technologie ist dabei noch längst nicht ausgereizt: Der exklusive Manz-Entwicklungspartner, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg in Stuttgart (ZSW), hat im Labor bereits 20,3 Prozent Wirkungsgrad erreicht. Die Rekordzelle von First Solar im Bereich CdTe kommt auf lediglich 17,3 Prozent.

Damit hat CIGS das größte Potential zur weiteren Wirkungsgradsteigerung und Kostensenkung aller Dünnschicht-Technologien. In einer ambitionierten Entwicklungs-Roadmap für die nächsten Jahre zeigt Manz potentiellen Kunden die weiteren Schritte zur Überführung des Weltrekords auf Basis der Laborzelle in die Produktionspraxis und zur weiteren massiven Senkung der Produktionskosten von CIGS Modulen.

Solarstrom rechnet sich auch ohne Subventionen

Die krisengebeutelte Solarindustrie kann auf bessere Zeiten hoffen. Durch den technologischen Durchbruch kostet die produzierte Kilowattstunde Strom in Zukunft nur noch 8 Eurocent und liegt damit auf ähnlichem Niveau wie bei fossilen Kraftwerken und deutlich unter den Kosten von Offshore-Wind. Unter Berücksichtigung von Abgaben und Steuern sowie stark steigenden Brennstoffkosten entscheidet der grüne Strom das Rennen klar für sich. Die neue Technologie könnte eine Wende für die Solarindustrie einläuten, da auf Grund des sehr hohen Automatisierungsgrades die Produktion von Dünnschicht-Solarmodulen auch am Standort Deutschland wirtschaftlich ist.

CIGS-Dünnschicht Solarmodule (englisch für Kupfer-Indium-Gallium-Selen) lassen sich wesentlich kostengünstiger produzieren als kristalline Siliziummodule. Denn die Halbleiterschicht, die das Sonnenlicht absorbiert, besteht zur Hälfte aus kostengünstigem Kupfer und ist weniger als zwei Mikrometer dick – ein Hundertstel einer kristallinen Zelle. Bei der Produktion von auf Glas basierten Dünnschichtmodulen entfällt zudem die aufwändige Herstellung von Siliziumwafern und die Verschaltung der einzelnen Zellen miteinander. Das komplette PV-Modul kann auf einer vollautomatisierten Produktionslinie hergestellt werden. In der Vergangenheit konnten Dünnschicht-Module jedoch nicht mit dem Wirkungsgrad kristalliner Siliziummodule mithalten – ein Nachteil, den Manz jetzt ausgleichen konnte. Mit dem Dünnschicht-Weltrekordmodul wurde erstmals der Wirkungsgrad von multikristallinen Siliziumsolarmodulen erreicht. CIGS gilt als die Solartechnologie mit dem größten Zukunftspotential zur weiteren Kostensenkung und Wirkungsgradsteigerung.

Möglich wurde die wirtschaftliche Produktion von Solarmodulen durch die schnelle Weiterentwicklung der Technologie auf der Manz-eigenen Innovationslinie in Schwäbisch Hall. Diese hat Manz zu Beginn des Jahres von Würth-Solar übernommen und ist damit in der Lage, unter Bedingungen der Massenproduktion neue Verfahren und Materialien zu testen und zu implementieren. Quelle Manz.AG

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