Dünnschichtmodule: Eine Option für private PV-Anlagen?

Sie haben ein geringeres Gewicht, verursachen geringere Kosten und kommen mit diffusen Lichtverhältnissen besser klar: Sind Dünnschichtmodule also die bessern Solarzellen für Ihre Dachfläche als traditionelle Dickschichtmodule? Die Antwort gibt es jetzt.

Das Wichtigste in Kürze

• Dünnschichtmodule sind in der Herstellung umweltschonender.

• Die Halbleitermaterialien für die Module bestehen beispielsweise aus Cadmiumtellurid (CdTe).

• Der Wirkungsgrad der Solarmodule ist geringer, dafür besitzen Sie eine hohe Flexibilität bezüglich ihrer Größe und Breite.

• Um die gleiche Leistung wie mit Dickschichtmodulen zu erzielen, brauchen Sie eine größere Dachfläche.

Was sind Dünnschichtmodule?

Mehrere Dünnschichtsolarzellen bilden zusammen ein Dünnschichtmodul zur Gewinnung von Solarenergie, um daraus Strom zu produzieren. Das generelle Prinzip der Stromgewinnung aus Sonnenlicht wird auch Photovoltaik genannt. Diese speziellen Photovoltaikmodule werden aus nicht kristallinem Silizium hergestellt. Das Silizium wird durch Kathodenbestäubung, Vakuumverdampfen oder das CVD-Verfahren auf das Trägermaterial des Moduls aufgetragen. Es gibt jedoch auch bereits Dünnschichtmodule, die gänzlich ohne Silizium gefertigt werden.

Benötigt wird für das Dünnschichtmodul dann noch ein Halbleiter. Dieser Halbleiter besteht entweder aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS), Cadmiumtellurid (CdTe) oder Kohlenwasserstoffverbindungen. Je nach Halbleitermaterial hat das Dünnschichtmodul leicht modifizierte Eigenschaften. Ein CIGS-Dünnschichtmodul kann die Sonnenstrahlung sogar von beiden Seiten aufnehmen.

Der Gegensatz zu Dickschichtmodulen

Zwar ist das Prinzip der Solarzellen und damit der Solarmodule das gleiche, aber schon in den verwendeten Materialien sowie der Herstellung der Module gibt es Abweichungen zwischen Dickschicht- und Dünnschichtmodulen.

In der folgenden Tabelle vergleichen wir die beiden Solarmodularten:

Wo werden Dünnschichtmodule eingesetzt?

Solarmodule aus einer „Dünnschicht“ werden dort eingesetzt, wo

• das Dach das Gewicht von Dickschichtmodulen nicht tragen kann.

• die Dachfläche sehr groß ist.

• die Ausrichtung der Module stark von der idealen Positionierung abweicht.

• die Sonneneinstrahlung beziehungsweise die Lichtverhältnisse ungünstig oder wechselhaft sind.

Schlussfolgerung

Das bedeutet, dass die Solarmodule sowohl in Photovoltaikanlagen auf privaten Dächern als auch Dachflächen von Fabriken oder Bürogebäuden eingesetzt werden können. Es spielt folglich weniger die Art der Immobilie oder ihre Nutzung eine Rolle. Vielmehr kommt es auf die Position, die Ausrichtung sowie die Gegebenheiten vor Ort an.

Vor- und Nachteile von Dünnschichtmodulen

Die Vorteile von Dünnschichtmodulen gegenüber anderen Solarmodulen fangen bereits vor der Inbetriebnahme an. Für die Herstellung der schmaleren und leichteren Dünnschichtmodule wird weniger Material benötigt. Sowohl um die Gestelle beziehungsweise Halterungen für die Module als auch um die Solarzellen selbst zu fertigen. Das heißt, dass Dünnschichtsolarzellen eine positivere Umweltbilanz haben, weil sie weniger Rohstoffe für ihre Herstellung konsumieren.

Ein weiterer großer Vorteil der Dünnschichtmodule ist ihre Leistungsfähigkeit bei Hitze: Ist die Sonneneinstrahlung über einen längeren Zeitraum sehr stark und die Temperaturen liegen über 25 Grad Celsius, verlieren Dickschichtmodule bis zu 0,5 Prozent pro Kelvin an Leistungsfähigkeit. Dünnschichtmodule halten der Hitze besser stand und verlieren nur maximal 0,2 Prozent pro Kelvin. Zudem sind die dünnen Module in ihrer Größe und Breite variabel, können also exakt an die Dachfläche angepasst werden, um die maximale Fläche für die Stromproduktion zu nutzen.

Zu den momentan noch bestehenden Nachteilen von Dünnschichtmodulen gehört ihr geringerer Wirkungsgrad – verglichen mit dem Wirkungsgrad von Dickschichtmodulen. Bei limitierten Flächen auf Privathäusern heißt das: weniger Ausbeute an Solarenergie. Eine Ausnahme gilt, wenn Dickschichtmodule bei Ihnen auf dem Dach, am Balkon oder am Haus überhaupt nicht angebracht werden könnten. Dann sind die Dünnschichtmodule die Lösung, um doch noch eine PV-Anlage betreiben zu können.

Gut zu wissen

Kaufen Sie heute ein Dickschichtmodul, gibt der Hersteller die Lebensdauer mit 20 bis 30 Jahren an. Bei dünneren Modulen ist die Lebensdauer etwas kürzer, da sie fragiler sind. Momentan wird die Lebensdauer mit 15 bis 25 Jahren angegeben.

Was kosten Dünnschichtmodule?

Im Vergleich zu den Kosten für eine Photovoltaikanlage bestehend aus Dickschichtmodulen, liegt der Preis für eine Solaranlage, die mit Dünnschichtmodulen bestückt ist, um ein Drittel bis die Hälfte niedriger. Pro Kilowatt-Peak-Leistung zahlen Sie für Dünnschichtmodule zwischen 400 und 1.000 Euro je nach Modulart.

Zukunftsaussichten: Wie geht es weiter mit Dünnschichtmodulen?

Dünnschichtmodule haben sich in den vergangenen Jahren dank intensiver Forschungsarbeit rapide weiterentwickelt und einen Leistungssprung hingelegt. Damit kann auch in Zukunft gerechnet werden, denn die Forschung an den leichten Modulen ist noch lange nicht beendet, die Technologie bietet noch sehr viele Entwicklungsmöglichkeiten.