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Günstiger, aber weniger effizient, das sind die Dünnschichtmodule. Neben den poly- und monokristallinen Modulen, stellen die Dünnschichtmodule eine dritte Modulart dar. Neben einigen Vorteilen haben sie jedoch auch einige Nachteile. Letzteres ist der Grund, warum sie eher selten auf Privatdächern zu finden sind.
Dünnschichtmodule sind Solarmodule, die wesentlich dünner sind, als herkömmliche Mono- und polykristalline Solarmodule. Für Anwendungen auf Fassaden, Booten und Wohnmobilen kann sich die dünne Modulart trotz niedrigeren Wirkungsgrad durchsetzen.
Ein Dünnschichtmodul ist, wie der Name schon sagt, wesentlich dünner, als die anderen Modularten. Das kommt daher, dass sie ganz ohne die Wafern auskommen. Der Halbleiterwerkstoff wird auf das Trägermaterial direkt aufgesprüht oder aufgedampft. Als Trägermaterial dienen können Glas oder auch Metall. Zwar gibt es keine Silizium Wafer, allerdings gibt es auch bei Dünnschichtmodulen Silizium als Halbleiter. Allerdings wird hier amorphes Silizium verwendet. Es handelt sich dabei um reines Silizium, das formlos auftritt, also in einer nicht mono- oder polykristallinen Struktur.
Neben den Silizium-Dünnschichtmodulen gibt es allerdings noch andere Modultypen, die andere Halbleiter verwenden. Die mit am häufigsten zu findende Art ist dabei die Cadmiumtellurium Dünnschichtzelle. Hier wird komplett auf Silizium verzichtet, dafür allerdings Cadmium und Tellurim verwendet.
Der Modultyp mit dem höchsten Wirkungsgrad unter den Dünnschichtmodulen ist das CIGS-Dünnschichtmodul. Es besteht aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Das Besondere an dem Modul ist, dass es einen hohen Wirkungsgrad erzielen kann – zumindest im Vergleich zu den anderen Dünnschichtmodulen. Unter Testbedingungen erreicht es einen Wirkungsgrad von 17 Prozent.
Zwar wird hier meistens aufs Glas gesetzt als Trägerfläche, allerdings hat das französische Unternehmen Solar Cloth etwas Neues erreicht. Sie haben es geschafft, den Halbleiter auf Textil zu befestigen. Dadurch ist das Modul nicht nur besonders leicht, sondern auch falt- und aufrollbar. Dadurch wird die Flexibilität des Moduls nur noch erhöht.
Noch im Forschungsprozess sind die organischen Module. Sie erzielen sogar noch geringerer Wirkungsgrade als andere Dünnschichtmodule. Das Maximum liegt bei diesen bei sieben Prozent. Meistens liegt der Wirkungsgrad eher zwischen drei und fünf Prozent. Bei den organischen Modulen kommen Kohlenstoffwasserverbindungen zum Einsatz. Damit kommen keine giftigen Stoffe zum Einsatz.
Ein Vorteil gegenüber anderen Modulen ist, dass organische Module eine hohe Transparenz aufweisen kann.
Auf der einen Seite stehen die Vorteile der Dünnschichtmodule. So sind Sie wesentlich günstiger zu kaufen, was unter anderem daran liegt, dass sie günstiger in der Produktion sind. Wie bereits erwähnt, ist die Produktion weniger aufwändig. So kosten amorphe Solarzellen nur knapp ein Drittel von dem, was monokristalline Module kosten.
Hinzu kommt, dass sie eine geringere Energierücklaufzeit haben, denn sie verbrauchen in der Produktion weniger Energie und können dadurch die verbrauchte Energie schneller wieder produzieren, als Dickschichtmodule. Zudem sind die Module wesentlich leichter, was sie für verschiedene Bereiche besonders attraktiv macht.
Als letzten Pluspunkt können die Dünnschichtmodule verzeichnen, dass sie eine höhere Effizienz bei Schwachlicht haben, als Dickschichtmodule. Zumindest wird ihnen das nach gesagt, allerdings trifft das nicht auf jedes Modul zu. Am besten lohnt sich hier ein Blick in die Herstellerangaben, um das besser individuell einzuschätzen.
Auf der anderen Seite stehen die Nachteile von Dünnschichtmodulen. Wie bereits öfter erwähnt, haben sie einen geringen Wirkungsgrad. Um also genauso effektiv zu arbeiten, wie Dickschichtmodule, benötigt es mehr Fläche. Diese Fläche steht nur nicht immer zur Verfügung.
Die Technologie hat noch Potenzial, verbessert zu werden. So können auch noch keine genaueren Aussagen zur Lebensdauer und Haltbarkeit unter realen Bedingungen getroffen werden. Denn: Die Module sind noch nicht so lange auf dem Markt wie mono- und polykristalline Module.
Es ist auf der einen Seite ein Vorteil, dass die Module besonders leicht und flexibel sind. Jedoch bringt die Flexibilität auch einen Nachteil mit sich. So wird dadurch die Montage auf dem Dach erschwert. Die Module müssen anders angebracht werden, als feste Module. Jedoch ist das montieren auf dem Dach grundsätzlich möglich.
Doch ganz unproblematisch sind die Materialien nicht, die hier verwendet werden. Cadmium zum Beispiel gehört zu den giftigen Schwermetallen. Werden Sie gut verarbeiten und das Modul wird nicht beschädigt, stellen sie zu nächst keine Gefahr dar. Gibt es jedoch ein beschädigtes Modul, kann unter Umständen das giftige Metall in die Umwelt gelangen. Auch beim Recyclen ist das wichtig zu beachten
Hinzu kommt, dass die Module eine schnellere Degradation haben. Insbesondere den amorphen Siliziumzellen wird eine hohe Degradation in den ersten 1.000 Betriebsstunden nachgesagt.
Dünnschichtmodule haben im Vergleich zu den mono- und polykristallinen Modulen einen vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad. Dadurch werden für die gleiche Leistung mehr Dünnschichtmodule benötigt. Aus diesem Grund werden diese Module eher selten auf Hausdächern montiert. Allerdings gibt es Ausnahmen. Die Module haben auch unter schlechten Lichtverhältnissen noch einen guten Wirkungsgrad. Dadurch kann das Modul auf Hausdächern interessant sein, wo es häufig im Halbschatten liegt, oder in Regionen mit hohem Nebelaufkommen. Darüber hinaus sind die Module sehr leicht, was es attraktiv macht für Dächer, die das Gewicht von den mono- und polykristallinen Modulen nicht tragen können. Hier kann unter Umständen mit Dünnschichtmodulen dennoch eine PV-Anlage installiert werden.
Doch nicht nur auf dem Haus finden diese Module ihre Anwendung. Überall wo ein wenig Flexibilität von Modulen durch nicht perfekt gerade Flächen benötigt wird, können Dünnschichtmodule unter Umständen aushelfen. Das ist zum Beispiel beim Aufrüsten des Wohnmobils praktisch auch auf bei Booten. Auch bei Hausfassaden findet die Technologie ihre Anwendung.
Ein Dünnschichtmodul ist deutlich dünner als die anderen Modularten, das liegt daran, dass sie keine Siliziumwafer verbaut haben. Das Halbleitermaterial wird direkt auf den Träger aufgedampft.
Sie sind flexibler, weswegen sie sich für bestimmte Anwendungsbereiche besser eignen. Rein vom Wirkungsrad betrachtet sind sie jedoch schlechter als Mono- und Polykristalline Module.
Je nach Modul können Dünnschichtmodul effizienter sein, als ein Monokristallines Modul, wenn die Lichtverhältnisse sich im Schwachlicht Bereich befinden.
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