Dünnschicht-Solarzellen

Bei der Herstellung von Dünnschichtzellen werden photoaktive Halbleiter als dünne Schichten auf ein Trägermaterial aufgebracht. Die Schichtdicken betragen hierbei nur etwa 0,001 mm!

Der geringe Material- und Energieverbrauch bei der Herstellung sowie der mögliche hohe Automatisierungsgrad bieten beträchtliche Einsparpotenziale gegenüber der kristallinen Siliziumtechnologie. Das Trägermaterial für Dünnschichtzellen kann theoretisch beliebig zugeschnitten werden. So können Maßanfertigungen in der Größe noch freier variiert werden.

Die Art der Verschaltung unterscheidet sich ebenfalls von den kristallinen Zellen. Während bei diesen Zelle für Zelle miteinander verlötet werden, sind Dünnschicht-Zellen intern verbunden. Dies geschieht durch spezielle Strukturierungsschritte zwischen den einzelnen Herstellungsschritten.

Mit dem bloßen Auge sind die Verbindungen kaum zu erkennen, so dass die Zelle sehr homogen aussieht. Die Farben von Dünnschichtzellen sind rötlichbraun über schwarz bis dunkelgrün.

CIS-Dünnschicht-Solarzellen

CIS-Module [Shell]

Das aktive Halbleitermaterial bei CIS-Solarzellen ist Kupfer-Indium-Diselenid. Die CIS-Schicht wird in einer Vakuum-kammer erzeugt und auf eine dünne Molybdänschicht aufgedampft. Diese wirkt als Rückkontakt auf dem Träger-material Glas. Als transparenter Frontkontakt dient aluminiumdotiertes Zinkoxid.

CIS-Solarzellen sind keiner lichtinduzierten Alterung unterworfen. Allerdings muss auf eine sehr gute Feuchteversiegelung geachtet werden, da sie Stabilitätsprobleme in heißer und feuchter Umgebung haben. Der Wirkungsgrad beträgt 7,5% bis 9,5%. Die maximale Fertigungsgröße ist 1,20m x 0,60m bei einer Dicke des Trägermaterials von 3mm mit 0,003mm Beschichtung. Die Struktur ist homogen, die Farbe ist schwarz.

CdTe-Dünnschicht-Solarzellen

CdTe-Module [Antec]

Das Trägerglas befindet sich auf der lichtzugewandten Seite und wird rückseitig erst mit einer transparenten Leitschicht (meist Indium-Zinnoxid), dann einer dünnen CdS-Fensterschicht und darauf mit einer Cadmium-Tellurid-Absorberschicht versehen.

Die Abscheidung der beiden letztgenannten Schichten erfolgt im Vakuumverfahren. Anschließend wird der metallische Rückkontakt aufgebracht. Wird die Abscheidungstechnik zuverlässig beherrscht, tritt auch bei CdTe-Modulen keine Alterung (d. h. Degradation der Leistung) auf. CdTe ist als Verbindung ungiftig und sehr stabil. Umwelt-u. Gesundheitsrisiken birgt nur der gasförmige Zustand bei der Herstellung, wobei die Produktionsanlage vollkommen geschlossen ist.

Der Wirkungsgrad der CdTe-Module beträgt 6% bis 9%, die Form ist frei wählbar. Die Größe der Module ist maximal 1,20m x 0,60m, die Dicke des Trägermaterials beträgt 3mm mit ca. 0,008mm Beschichtung. Die Struktur ist homogen, die Farbe dunkelgrün spiegelnd bis schwarz.