Date: May 12, 2007 at 14:23:28
From: Rhanie, [203.111.236.49]
URL: http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,482350,00.html
Subject: Strom aus der Folie

Hallo! http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,482350,00.html NEUE SOLARZELLEN Strom aus der Folie Von Frank Grünberg Schön, schlank und billig soll die Solarzelle der Zukunft sein. Mit neuen Materialien und extrem dünnen Schichten wollen Forscher den idealen Lichtfänger bauen - und der Fotovoltaik endlich zum Durchbruch verhelfen. Wer auf der Autobahn A8 von Stuttgart Richtung München fährt, kann Europas größten Getreidespeicher kaum übersehen. Linker Hand ragt er kurz vor Ulm gen Himmel, 115 Meter hoch. Beigefarbener Sichtbeton und graue Aluminiumpaneele prägen seine Fassade. Nur auf der Südseite zieht sich ein schmaler Streifen aus kleineren Fliesen rund 80 Meter senkrecht nach oben: ein mattschwarzes Sonnenkraftwerk mit modernsten, extrem dünnen Solarzellen. AP Herkömmliche Solarzellen: Mindestens 0,2 Millimeter dick Die Gegend im Ulmer Norden scheint ein idealer Platz für diese Art von Stromerzeugung zu sein. Vom Dach des Silos reicht der Blick weit hinein in die Schwäbische Alb. Weder Berge noch Bauwerke verdecken hier die Sonne. Und doch war das Projekt zunächst nur eine Notlösung: Als die Schapfenmühle, Ulms ältestes Unternehmen, vor fünf Jahren einen neuen Getreidespeicher plante, hätte Geschäftsführer Heinz Künkele aus Kostengründen am liebsten einen konventionellen Rundbau mit 30 Metern Höhe errichtet. Doch der Platz auf dem Betriebsgelände war knapp, und so sah sich Künkele gezwungen, in die Höhe zu planen. Der Ulmer Baubehörde gefiel das zunächst gar nicht. Zu groß war die Sorge, Touristen könnten ein hässliches Großsilo mit dem Ulmer Münster verwechseln. Zu stark die Angst, ein zweites Wahrzeichen gleich am Ortseingang zu errichten. Erst nach vielen Verhandlungen genehmigte die Verwaltung 2004 den Bau - allerdings mit doppelter Auflage: Der Turm muss schick aussehen und die Solarbilanz der Stadt Ulm verbessern. So kam Heinz Künkele zu seinem Silo und die noch junge Dünnschicht-Fotovoltaik zu einem attraktiven Vorzeigeobjekt. "Dünnschichtzellen schimmern nicht so stark bläulich wie die meisten der normalen Solarzellen", erklärt Architekt Josef Seidel. "Optisch bieten sie daher völlig neue Möglichkeiten. Sie lassen sich sogar bedrucken." GEFUNDEN IN... Süddeutsche Zeitung Wissen Heft 15/2007 Aktuelle Ausgabe bestellen Zum InhaltsverzeichnisWährend konventionelle Solarzellen aus Silizium mindestens 0,2 Millimeter dick sein müssen, um ausreichend Licht in Strom umzuwandeln, können Dünnschichtzellen hundertmal so flach sein. Das spart Material und Energie bei der Fertigung. Die einzelnen Halbleiterschichten werden dabei einfach auf eine Glas- oder Metallplatte gedampft, sie können noch während der Produktion strukturiert und verschaltet werden (siehe Grafik). Statt wie bisher Solarzellen von der Größe einer Untertasse mit der Hand zu großen Modulen zusammenzulöten, werden nun Einheiten vom Ausmaß einer halben Zimmertür aus einem Guss gefertigt. Auch von diesem Vorteil versprechen sich die Hersteller sinkende Produktionskosten. Sogar auf flexiblen Unterlagen können die dünnen Zellen aufgebracht werden - zum Beispiel in Form von Rollen. Langsam schließt die Dünnschicht-Technologie, auch was ihren Wirkungsgrad angeht, zu ihren Vorgängern auf. "Unsere speziellen Module liefern inzwischen Wirkungsgrade von rund zwölf Prozent", sagt Erich Köhle, der das Projekt Schapfenmühle im Auftrag der Firma Würth Solar betreute. Zum Vergleich: Herkömmliche Zellen wandeln im Schnitt etwa 15 Prozent der einfallenden Sonnenenergie in elektrische Energie um. Illustration: Wandres / von Rotwein Grafik: Wie Dünnschicht-Solarzellen funktionieren Würth Solar zählt weltweit zu den Pionieren unter den Dünnschicht-Technologen. Im Herbst 2006 startete das Unternehmen im baden-württembergischen Schwäbisch Hall seine erste Großserienproduktion, die bis Ende 2007 Solarzellen mit einer jährlichen Leistung von 30 Megawatt bauen soll. Etwa 1000 Module, 60 mal 120 Zentimeter groß, werden dann täglich die Fabrik verlassen. Und zwar in CIS-Technologie. Das Kürzel steht für eine Verbindung aus den Metallen Kupfer und Indium sowie dem Halbmetall Selen; der Stoff verhält sich wie ein fotoaktiver Halbleiter. Andere Dünnschichtzellen verwenden Cadmium-Tellurid (CdTe) oder Kupfer, Indium, Gallium, Selen und Schwefel (CIGSSe) als halbleitende Materialien. Selbst aus Silizium, dem Ausgangsstoff der dicken, kristallinen Solarzelle, lassen sich dünne, lichtempfindliche Schichten herstellen. Dass Firmen wie Würth Solar dennoch an ihren Alternativen festhalten, hat derzeit finanzielle Gründe: Die großen Silizium-Rohlinge, aus denen konventionelle Solarzellen gewonnen werden, sind knapp und daher teuer. Oft musste sich die Fotovoltaik-Industrie in der Vergangenheit mit den Restposten begnügen, die ihr die Chip-Industrie überließ. Nur langsam wird dieser Engpass beseitigt: Der Bundesverband Solarwirtschaft rechnet damit, dass Silizium-Rohlinge im Jahr 2008 wieder in ausreichendem Maß und dann zu sinkenden Preisen zur Verfügung stehen. Langfristig sieht Hermann Bastek, Solarzellenexperte am Forschungszentrum Jülich, die Silizium-Technologie daher auf der Überholspur - auch im Dünnschichtbereich. Anders als die seltenen, exotischen Elemente Indium, Selen oder Tellur gebe es den Rohstoff Silizium buchstäblich wie Sand am Meer: Das Element trägt ein Viertel zur Masse der Erdkruste bei. 2. Teil: Nur drei Tausendstel Millimeter ist die Folie dick - und doch haben die Hersteller noch ein kleines Gewichtsproblem Doch egal, aus welchen Stoffen die Sonnenfänger künftig hergestellt werden - eines gilt unter Experten als ausgemachte Sache: Die Solarzelle der Zukunft ist dünn, sie kann kostengünstig produziert werden und verbraucht wenig Rohstoffe. Zu einem Selbstläufer aber wird die Fotovoltaik, wie Experten befürchten, auch dadurch nicht. Zwar ist Solarenergie in Unmengen vorhanden - in einer halben Stunde schickt die Sonne mehr Energie zur Erde, als alle Menschen zusammen in einem Jahr verbrauchen -, trotzdem kommen Solarzellen noch immer nicht jedem Hausherren aufs Dach. Oftmals beschränkt sich ihr Einsatz auf Kleinstanwendungen wie Parkscheinautomaten. "Viele Hallentragwerke sind nicht darauf ausgelegt, dass ihre Dächer diese zusätzliche Last tragen", sagt Architekt Josef Seidel. "Bauherren neuer Hallengebäude wiederum wollen sich die kostspielige Verstärkung der Unterkonstruktion oft nicht leisten." Das Problem: Mit einer Dicke von lediglich drei Tausendstel Millimetern ist die Fotoschicht der neuartigen Dünnschichtsolarzellen extrem leicht. Die Glasplatten allerdings, auf die die Zellen gedampft werden müssen, wiegen nach wie vor schwer. Die Alternative könnten leichte, rollbare Folien als Trägermaterial sein, die variabel zugeschnitten auf Dächern oder an Hauswänden verklebt werden können. Die Labore der einschlägigen Hersteller arbeiten bereits an diesen Konzepten. Die Konkurrenz ist groß, der Wettbewerb in vollem Gang. GEFUNDEN IN... Süddeutsche Zeitung Wissen Heft 15/2007 Aktuelle Ausgabe bestellen Zum InhaltsverzeichnisAber auch die Wirkungsgrade sind noch lange nicht so gut, wie sie Bauherren sich wünschen. Vor allem, wenn ihre Gebäude keine schrägen Flächen, sondern nur senkrechte Fassaden zu bieten haben. So wie die Solarfassade der Schapfenmühle, die trotz Südseite nur 70 Prozent der theoretisch möglichen Ausbeute liefert. Für Geschäftsführer Heinz Künkele erhöht sich das betriebswirtschaftliche Risiko dadurch enorm. Etwa 1000 Quadratmeter Solarfassade musste er beim Bau des Silos bezahlen, in der Praxis erhält er deutlich weniger Strom, als es mit dieser Fläche möglich wäre. Die Gesamtvergütung, die Künkele für das Einspeisen des Solarstroms in das Netz der Ulmer Stadtwerke erhält, sinkt dadurch. Etwa 62 Cent stehen ihm gesetzlich pro Kilowattstunde zu - das macht etwa 32.000 Euro pro Jahr. Dennoch wird es noch sehr lange dauern, bis die Anlage den ersten Gewinn abwirft. "Die Investition", sagt Heinz Künkele und blickt dabei wenig fröhlich drein, "amortisiert sich frühestens in 18 Jahren." Gruß Rhanie.