„Das Besondere unseres Erfolgs ist nicht die Höhe des Wirkungsgrads an sich“, sagt Dünnschichtexperte Dr. Michael Powalla, Mitglied im Vorstand am ZSW. „Entscheidend ist die Tatsache, dass wir Solarzellen und Kleinmodule mit einer CIS Anlage fertigen, die alle Prozessschritte auf einer Fläche von 30 Zentimeter mal 30 Zentimeter im vorindustriellen Maßstab realisiert. Das schafft gleichzeitig die Voraussetzungen für Kostenreduktion und Wirkungsgradsteigerung. Für eine solche produktionsnahe Anlage bedeuten die 19,6 Prozent auf einer aktiven Zellfläche von knapp 0,5 Quadratzentimetern sogar einen Weltbestwert.“ Die neuen Ergebnisse wurden vom Fraunhofer ISE zertifiziert.

Nicht jede produzierte Zelle weist laut ZSW den neuen Rekordwirkungsgrad auf. Zudem hat eine Solarzelle stets einen etwas höheren Wirkungsgrad als ein verschaltetes, verkapseltes und mit einer Anschlussdose ausgestattete Modul: Marktübliche CIS-Dünnschichtmodule verfügen derzeit zum Beispiel über einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 11 bis 12 Prozent.

Der neue Rekord zeigt nach Ansicht der Forscherinnen und Forscher jedoch das Potenzial der CIS-Technik für eine kostenreduzierte, effiziente Photovoltaik auf. Heute werden etwa bei Würth Solar Module mit einer Effizienz von 12 Prozent im Mittel gefertigt. Michael Powalla geht davon aus, dass in den nächsten Jahren Wirkungsgrade von 14 bis 15 Prozent auch im kommerziellen Modul erzielt werden können.

Bei der Entwicklung von CIS-Dünnschichtmodulen ist das ZSW international führend. Das Institut brachte die alternative Solarstromtechnik zusammen mit der Firma Würth Solar zur Industriereife. Würth Solar startete 2006 die damals weltweit erste Großserienproduktion von CIS Solarmodulen in Schwäbisch Hall. Die Kapazität beträgt inzwischen 30 Megawatt pro Jahr. Das ZSW begleitet weiterhin die Produktion.

Bislang werden noch knapp 90 Prozent aller Solarzellen aus kristallinem Silizium gefertigt. Doch die Dünnschichttechnik holt auf: Der Anteil an der gesamten installierten Photovoltaik Leistung betrug 2008 rund 12 Prozent. Für 2010 werden 20 bis 30 Prozent prognostiziert.

Das ZSW gehört zu den renommiertesten Forschungsinstituten auf den Gebieten Photovoltaik Energiesystemanalyse, regenerative Kraftstoffe, Batterietechnik und Brennstoffzellen. An den drei Standorten Stuttgart, Widderstall und Ulm sind derzeit rund 150 Wissenschaftler/innen, Ingenieur/innen und Techniker/innen beschäftigt. Sie erwirtschaften einen Umsatz von rund 20 Millionen Euro.

Quelle: Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)