Das Zsw ist ein Forschungsinstitut mit über 30 Jahren Erfahrung auf dem Gebiet der Dünnschicht-Photovoltaik. Seit seiner Gründung liegt das Hauptaugenmerk auf der Materialentwicklung und den Prozessen für den Technologietransfer in die industrielle Produktion. Für die von den Zsw-Forschern entwickelte Cigs-Dünnschichttechnologie gilt dies seit Jahrzehnten. Seit mehr als zehn Jahren wird die Prozessentwicklung zusätzlich auf dem sich schnell entwickelnden Gebiet der Perowskit-Photovoltaik vorangetrieben, wobei der Schwerpunkt auf der Skalierung robuster Prozesse auf starren und flexiblen Substraten liegt.

CO2-ärmere Alternative zu herkömmlichen PV-Modulen
First Solar ist ein amerikanisches Solartechnologieunternehmen und Anbieter von ökoeffizienten Solarmodulen. Die in den Forschungs- und Entwicklungslabors in Kalifornien und Ohio entwickelten Dünnschicht-Photovoltaikmodule des Unternehmens stellen die nächste Generation von Solartechnologien dar und bieten eine wettbewerbsfähige, leistungsstarke und CO2-ärmere Alternative zu herkömmlichen PV-Modulen aus kristallinem Silizium, so das Zsw.

2023 übernahm First Solar das europäische Unternehmen Evolar AB, das im Bereich der Perowskit-Technologie aktiv ist. Das Labor von Evolar im schwedischen Uppsala ist seither das europäische Technologiezentrum von First Solar. Etwa 30 Mitarbeiter aus dem Bereich Forschung und Entwicklung von Evolar wechselten zu First Solar und arbeiten eng mit den rund 60 Wissenschaftlern des Unternehmens in dessen Forschungs- und Technologiezentrum in Santa Clara (Kalifornien) und den Entwicklungsteams in Perrysburg (Ohio) zusammen.

Dünnschichten bedeutdend für nächste Generation von Solartechnologien
Tandem-Solarzellen sind weithin als die nächste Generation der Photovoltaik anerkannt. Der Grund dafür ist die bessere Nutzung des Sonnenspektrums durch Aufteilung der Absorption des Sonnenlichts in eine obere und eine untere Zelle. Da jede Tandemzelle mindestens eine Schicht aus Dünnschicht-Solarzellen enthält, ist die Entwicklung von Dünnschichten von grosser Bedeutung für die nächste Generation von Solartechnologien.

Darüber hinaus ermögliche die Dünnschicht-PV-Produktion eine Verringerung der Herausforderungen in der Lieferkette bei gleichzeitiger Optimierung des CO2-Fußabdrucks, so das Zsw. Beide Faktoren hätten in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Aus der Materialperspektive seien Verbindungshalbleiter ideal für Tandems geeignet, da die Bandlücke durch Variation der Zusammensetzung so eingestellt werden könne, dass sie zu den spektralen Anforderungen der oberen und unteren Zellen in Tandems passe.

Weitere Forschungsbereiche
Weitere potenzielle Forschungsbereiche sind laut Zsw die optische Anpassung der gestapelten Zellen und die speziellen Charakterisierungstechniken. Das übergeordnete Ziel dieser Forschungspartnerschaft sei die Erforschung von Möglichkeiten, Dünnschichtmodule durch eine bessere Nutzung des Sonnenspektrums effizienter zu machen.

Text: ee-news.ch, Quelle: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (Zsw)