Was ist Dünnschicht-PV?
Die beiden Hauptarten der Stromerzeugung aus der Sonne sind Dünnschicht-Photovoltaik (PV) und verschiedene Arten von kristallinem Silizium. Dünnschicht-PV beinhaltet das Beschichten eines Substratmaterials mit einer oder mehreren Halbleiterverbindungen. Diese dünnen Filme bestehen typischerweise aus amorphem Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid oder Cadmium-Tellurid. Andere Dünnschicht-PV-Systeme verwenden Farbstoffe oder organische Verbindungen. Jedes dieser Materialien kann im Wesentlichen Sonnenlicht verwenden, um Elektrizität durch den Photovoltaikprozess zu erzeugen.
Einige der ersten Dünnschicht-PV-Zellen wurden zur Stromversorgung von kleinen Elektronikgeräten wie Taschenrechnern eingesetzt. Die Technologie wurde seitdem verbessert, und kostengünstige Dünnschicht-PV-Zellen können unter bestimmten Umständen Strom zu oder unter den Netzstromkosten liefern. Diese Solarzellen werden durch Abscheiden einer Substanz mit photovoltaischem Potenzial auf einem Substratmaterial aufgebaut. Sowohl das Substrat als auch der photovoltaische Halbleiter können in ihrer Zusammensetzung variieren, was zu einer großen Vielfalt unterschiedlicher Dünnfilmzellen führt. Die kleinsten Dünnschichtzellen sind nur wenige Nanometer dick, andere sind jedoch viel dicker, und im Handel erhältliche Zellen verwenden umfangreichere Substratmaterialien.
Dünnschichtzellen enthalten neben den photovoltaischen Verbindungen und Substratmaterialien auch Antireflex- und transparente Beschichtungen und ohmsche Kontakte. Sie funktionieren ähnlich wie herkömmliche Solarzellen, da Photonen aus dem Sonnenlicht auf den Photovoltaik-Halbleiter auftreffen und bewirken, dass einige der Atomkomponenten Elektronen verlieren. Elektronen, die auf diese Weise freigesetzt werden, tendieren dazu, sich als Elektrizität zu den ohmschen Kontakten zu bewegen. Dünnschicht-PV-Zellen weisen typischerweise einen geringen Wirkungsgrad auf, obwohl sie auch relativ kostengünstig herzustellen sind. Dadurch können große Anlagen eine erhebliche Menge Strom erzeugen.
Dünnschicht-PV-Zellen sind typischerweise in langen Streifen im Handel erhältlich. Diese Art von Material kann für die Installation von Solardächern geeignet sein. Da die Dünnschichtzellen in der Regel kostengünstiger sind als herkömmliche Solarzellen, ist es möglicherweise günstiger, ein ganzes Dach zu bedecken. Das geringere Gewicht von Dünnfilmen kann auch eine geringere Belastung verursachen als eine vergleichbare Anzahl von Sonnenkollektoren.
Traditionelle, voluminöse Solarmodule werden typischerweise aus kristallinem Silizium und anderen ähnlichen Materialien hergestellt. Diese Solarzellen arbeiten nach den gleichen Grundprinzipien wie Dünnschicht-PV, allerdings in einem etwas anderen Maßstab. Die kristalline Siliziumtechnologie ist tendenziell teurer als andere Photovoltaiksysteme und hat auch Verbesserungen erfahren, die auf der Erforschung dünner Schichten beruhen. Diese Solarmodule sind nicht nur teurer, sondern auch effizienter als vergleichbare Dünnschichtanlagen.