Dünnschichtmodule

Als Dünnschichtmodule werden Photovoltaikmodule bezeichnet, die sich vor allem durch ihre geringe Materialstärke auszeichnen. Im Kontext der Photovoltaik ist dieser Begriff von großer Bedeutung, da er eine bestimmte Art von Solarmodulen repräsentiert, die sich hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Effizienz und ihrer Produktionsweise von den herkömmlichen kristallinen Modulen unterscheidet. Dünnschichtmodule spielen eine entscheidende Rolle in der aufstrebenden Solarindustrie.

Aufbau und Materialien von Dünnschichtmodulen

Anders als bei den kristallinen Modulen, die aus einzelnen Solarzellen bestehen, wird bei Dünnschichtmodulen eine dünne Schicht Photovoltaik-Material auf einem Trägermaterial abgeschieden. Demzufolge zeichnen sich Dünnschichtmodule durch geringeren Materialverbrauch aus, was sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile bietet. Die verwendeten Materialien variieren und können beispielsweise Amorphes Silizium (a-Si), Galliumarsenid (GaAs), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) oder Cadmium-Tellurid (CdTe) sein.

• Amorphes Silizium (a-Si): Obwohl es weniger effizient ist als kristallines Silizium, ist die Produktion von a-Si Modulen weniger kostenintensiv und umweltschonender. Es wird häufig in Taschenrechnern oder Uhren verwendet.
• Galiumarsenid (GaAs): GaAs Zellen sind sehr effizient und stabil, aber auch teuer in der Herstellung. Deshalb werden sie hauptsächlich in der Raumfahrt eingesetzt.
• Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS): CIGS Module besitzen ein hohes Effizienzpotential und sind flexibel einsetzbar. Die Herstellung ist jedoch komplex.
• Cadmium-Tellurid (CdTe): CdTe Module sind vergleichsweise preisgünstig in der Herstellung und haben eine gute Energiebilanz. Eine Kontroverse gibt es jedoch wegen des giftigen Cadmiums.

Performance und Einsatzgebiete von Dünnschichtmodulen

Dünnschichtmodule haben in der Regel eine geringere Effizienz als kristalline Module. Allerdings haben sie bessere Schwachlichteigenschaften und sind somit auch bei bedecktem Himmel und im Winter leistungsfähiger. Zudem bieten sie eine höhere ästhetische Flexibilität, da sie farblich variieren können und auf verschiedenen Trägermaterialien wie Glas, Metall oder Kunststoff verfügbar sind. Daher sind sie besonders in der Gebäudeintegration und bei großflächigen Anlagen sowie für mobile Anwendungen sehr attraktiv.

Produktion von Dünnschichtmodulen

Die Produktion von Dünnschichtmodulen erfolgt in der Regel in kontinuierlichen Roll-to-Roll-Verfahren oder im Batch-Verfahren. Im Roll-to-Roll-Verfahren wird das Substrat vom Anfang zur Mitte des Prozesses fortwährend durch die Maschine geführt. Im Batch-Verfahren werden mehrere Substrate gleichzeitig bearbeitet. Beide Verfahren sind kostengünstig und skalierbar, was sie attraktiv für die Massenproduktion macht. Trotz der geringeren Effizienzrate können Dünnschichtmodule aufgrund ihrer niedrigeren Produktionskosten und besserer Leistung unter Nicht-Standard-Bedingungen eine lohnende Alternative zu kristallinen Modulen darstellen.