Einführung

Dünnschichtsolarzellen sind eine spezielle Form von Photovoltaik-Zellen, die im Vergleich zu traditionellen kristallinen Solarzellen etwas anders funktionieren und ihre ganz eigenen Vorteile und Nachteile haben. Der Begriff „Dünnschicht“ bezieht sich auf die geringe Menge an Halbleitermaterial, die verwendet wird, um die aktive, stromerzeugende Schicht der Zelle zu bilden.

Herstellung und Aufbau

Dünnschichtsolarzellen werden hergestellt, indem dünne Schichten halbleitender Materialien auf ein Substrat, wie beispielsweise Glas, Kunststoff oder Metall, aufgetragen werden. Dies kann durch eine Vielzahl von Methoden geschehen, einschließlich chemischer Dampfabscheidung, physikalischer Dampfabscheidung und Beschichtung aus Lösungen.

Die gängigsten Materialien, die in Dünnschichtsolarzellen verwendet werden, sind Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und amorphes Silizium (a-Si).

Effizienz und Wirtschaftlichkeit

Dünnschichtsolarzellen sind in der Regel weniger effizient als ihre kristallinen Gegenstücke, und das gilt insbesondere für solche aus amorphem Silizium. Allerdings ergeben sich aus ihrem Design einige andere Vorteile, die sie unter bestimmten Umständen zur bevorzugten Wahl machen können.

Zum Beispiel sind Dünnschichtsolarzellen aufgrund ihres unterschiedlichen Absorptionsverhaltens besser in der Lage, bei bewölktem Himmel, schwachem Licht und sogar indirektem Licht zu arbeiten. Dies macht sie für Standorte mit weniger direkter Sonneneinstrahlung attraktiver.

Außerdem sind sie auch flexibler, leichter und möglicherweise kostengünstiger herzustellen, was sie für Anwendungen wie tragbare Stromerzeugung und Integration in Gebäude (sogenannte Building-Integrated Photovoltaics, BIPV) attraktiv macht.

Nachteile von Dünnschichtsolarzellen

Auf der Gegenseite hat die Dünnschichttechnologie einige wichtige Herausforderungen zu bewältigen. Einige der Materialien, die in ihnen verwendet werden, wie z.B. Cadmium, sind giftig und müssen sorgfältig gehandhabt und entsorgt werden.

Darüber hinaus benötigen Dünnschichtsolarzellen eine größere Fläche, um die gleiche Menge an Strom zu erzeugen wie kristalline Solarzellen. Dies kann in Raum-beschränkten Anwendungen, wie z.B. auf Wohngebäuden, ein wichtiger Nachteil sein.

Zusammenfassung

Dünnschichtsolarzellen sind eine interessante Ergänzung zu den herkömmlichen kristallinen Solarzellen in der Photovoltaik-Industrie. Sie bieten eine Reihe von Vorteilen, einschließlich der Fähigkeit, in schwachen Lichtverhältnissen zu arbeiten, Flexibilität und potenziell niedrigere Herstellungskosten. Allerdings müssen diese Vorteile gegen einige ernsthafte Nachteile abgewogen werden, einschließlich geringerer Effizienz und potenzieller Umweltprobleme.