Erschwinglicher Strom aus Dünnschichtsolarzellen
Forscher auf der ganzen Welt versuchen seit Langem, billige Solarzellen zu entwickeln, um die Solarenergie in großem Maßstab erschwinglich zu machen. Solche Solarzellen sollten sehr leistungsfähig und gleichzeitig mit hohem Durchsatz einfach herzustellen sein. Ein EU-Team des Projekts INDUCIS (Development and industrial implementation of cost effective advanced CIGS photovoltaic technologies) nutzte das Potenzial von CIGS-basierten hocheffizienten Photovoltaik-Geräten zusammen mit dem der galvanischen Abschiebung, um eine kostengünstige Herstellung im kommerziellen Maßstab zu erreichen. Der intensive Wettbewerb zwischen den verschiedenen Photovoltaiktechnologien kann am Markt sehr gut beobachtet werden, und EU-Forscher bemühen sich darum herauszufinden, wie man einen Wettbewerbsvorteil beim derzeitigen Standard der Dünnschichttechnologien sichern kann. Die durch das INDUCIS-Team durchgeführte detaillierte Charakterisierung des Elektroabscheidungsverfahrens und die Identifizierung der wichtigsten Effizienzverlustmechanismen bei solchen Zellen können zur Erreichung dieses Ziels beitragen. Die Forscher demonstrierten neue und einfache Methoden für die webbasierte chemische Beurteilung von CIGS-Absorberschichten. Die Verhältnisse von Gallium zu Indium und Schwefel zu Selen auf der Absorberfläche bestimmen den Bandabstand der CIGS-Schicht, die Leerlaufspannung und schließlich die Umwandlungseffizienz des Solarmoduls. Neu entwickelte Überwachungsmethoden auf Basis des kombinierten Einsatzes von Multiwellenlängen-Raman und Photolumineszenz-Spektroskopie ermöglichte dem Team, die selektive Abscheidung von Materialien auf verschiedenen Bauteilschichten zu beurteilen: Fenster, Puffer und Absorber. Schließlich führten die Forscher neue Lichtstreuungsmethoden für die In-situ-Überwachung des elektrochemischen Abscheidungsverfahrens in Echtzeit ein. Diese umfassten Raman-Streuungsanalyse der elektrolytischen Bäder und Techniken zur Kontrolle des Wachstums der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht. Eine hohe Effizienz und niedrige Kosten für Photovoltaikanlagen sind wichtig, um die Entwicklung und den Einsatz von kohlenstoffarmen Technologien zu beschleunigen. CIGS-Galvanotechnik verbessert die Effizienz und die Materialausnutzung. Solche Zellen können die Herstellungskosten von Solarmodulen verringern und Solarstrom für alle erschwinglich machen, da sie in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt werden können.
Schlüsselbegriffe
Elektrizität, Dünnfilmsolarzellen, CIGS, galvanische Abscheidung, INDUCIS, Photovoltaik
