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Amorphe Solarzellen

Erdgas, Öl, Kohle, Atomstrom - was noch vor einigen Jahren für den Energiemix in der Bundesrepublik Deutschland und in vielen anderen europäischen Ländern als unverzichtbar galt, wird von den Verbrauchern immer öfter kritisch hinterfragt. Stattdessen boomen alternative und vor allen Dingen regenerative Energieformen bereits seit Jahren. In Norddeutschland beispielsweise erfreut sich die Windkraft zunehmend großer Beliebtheit, große Offshore-Anlagen sind in Planung oder liefern bereits Strom. Andere Landesteile setzen auf Wasserkraftwerke. Fast flächendeckend eingesetzt werden zudem Biogasanlagen und vor allem die Photovoltaik. Waren bis vor einem Jahrzehnt solche Anlagen auf den Dächern von Privathäusern oder Büros noch eher eine Ausnahme, so haben sich entsprechende Anlagen in den letzten Jahren verstärkt verbreitet. Doch Solaranlage ist nicht gleich Solaranlage, und Solarzelle nicht gleich Solarzelle. Ähnlich wie in anderen Energiebereichen gibt es auch hier große Unterschiede hinsichtlich des verwendeten Materials oder des Wirkungsgrades.

Amorphe Solarzellen: Herstellung im Dünnschicht-Verfahren

Ein Beispiel für die verschiedenen Herstellungsmöglichkeiten im Bereich der Solarzellen sind die so genannten amorphen Solarzellen, die zu den Dünnschichtzellen gezählt werden. Gekennzeichnet ist eine solche amorphe Zelle durch eine ungeordnete, nichtkristalline Struktur. Den Grundstoff einer solchen amorphen Solarzelle bildet das chemische Element Silan. Der Stoff ist gasförmig und entsteht aus einer chemischen Verbindung zwischen Wasserstoff und einem Silizium-Gerüst. Hergestellt werden diese amorphen Zellen, die eine rötlichbraune oder schwarze Farbe haben, durch das Aufdampfen des gasförmigen Grundmaterials auf ein Substrat, wie beispielsweise Glas, oder auch auf mikrometerdünne Folien. Aus diesem Grund sind die amorphen Module auch etwas kostengünstiger als andere Modelle, da ein solches so genanntes Dünnschicht-Verfahren mit deutlich weniger Material auskommt. Herstellungsprozesse können hier automatisiert ablaufen, was bei anderen Modularten nicht der Fall ist. Bei kristallinen Strukturen beispielsweise ist die Herstellung einer solchen Solarzelle wesentlich komplizierter und damit auch aufwendiger und deutlich teurer.

Amorphe Solarzellen nutzen auch diffuses Licht

Insgesamt muss man davon ausgehen, dass eine amorphe Solarzelle einen deutlich geringeren Wirkungsgrad aufweist als beispielsweise kristalline Zellstrukturen. Als Faustformel muss man deswegen damit rechnen, dass man bei Dünnschichtzellen rund das Doppelte an Fläche braucht, um denselben Wirkungsgrad zu erzielen wie bei kristallinen Zellen. Dafür nutzt eine amorphe Solarzelle allerdings auch diffuses Licht zur Stromproduktion. Wer also über einen Standort mit nicht optimaler Lichteinstrahlung verfügt, für den kann die Verlegung amorpher Module durchaus sinnvoll sein. Grund für die bessere Nutzung von diffusem Licht ist bei amorphen Modulen ist die Tatsache, dass das verwendete Halbleitermaterial über einen deutlich höheren Absorptionsgrad verfügt als andere Modulstrukturen.

Hohe Degradation in den ersten Monaten

In den ersten Monaten ist die Degradation der Zellen, also der Rückgang des Wirkungsgrades, bei amorphen Solarzellen mit einem Wert von bis zu 25% vergleichsweise hoch. Nach dieser Phase wird allerdings ein stabiler Wert erreicht. Die bessere Nutzung von diffusem oder nur wenig Sonnenlicht macht diesen Nachteil der amorphen Solarzellen zudem wieder wett. Eingesetzt werden die amorphen Module mittlerweile selbstverständlich auch in Solaranlagen, oft jedoch auch im Freizeitbereich. So verfügen unter anderem kleinere Geräte, wie beispielsweise Armbanduhren oder Taschenrechner, über amorphe Solarzellen. Diese Geräte müssen oft in genau den diffusen Lichtsituationen arbeiten, für die die amorphen Solarmodule am besten ausgelegt sind.

       

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