Konzentratormodul mit holografischer Folie soll Solarindustrie revolutionieren
Die US-Firma Solar Bankers hat gemeinsam mit ihrer deutschen Schwesterfirma Apollon Solarmodule mit hoher Wirtschaftlichkeit entwickelt – die Leistungsfähigkeit von Konkurrenzprodukten werde „bei weitem“ übertroffen, heißt es in einer Pressemitteilung der beiden Unternehmen. Durch die „Nutzung bewährter Produktionstechnologien“ könnten damit „qualitativ hochwertige PV-Module extrem kostengünstig hergestellt“ werden.
Beide Unternehmen nennen ihre neue PV-Zelle „eine bahnbrechende Erfindung“ – sie werde die Solarindustrie „völlig umkrempeln“. Ein US-Patent sei bereits für den Prototypen „eines konzentrierenden Hocheffizienz-Solarmoduls auf Siliziumbasis mit einer holografischen Folie“ erteilt worden. Dieses könne „zu einem Bruchteil der marktüblichen Preise produziert werden“ und erzeuge bis zu doppelt so viel Strom aus Sonnenlicht wie „normale“ Siliziumsolarmodule. Durch die patentierte Technologie lägen die Herstellungskosten „sogar noch deutlich unter denen der chinesischen Hersteller“.
Weiterentwicklung aus CPV
Die neue Technik arbeite nach einem „einfachen, aber zugleich hocheffektiven und sehr kostengünstigen Prinzip: Mit Hilfe von Lichtbeugung werden Effizienzwerte von derzeit 28 Prozent Nutzungsrate des einstrahlenden Sonnenlichtes erreicht. Apollon und Solar Bankers rechnen in Kürze sogar mit noch besseren Werten.“ Marktüblich sei „gerade einmal die Hälfte dieser Effizienzwerte mit maximal 17 Prozent bei Standard-Silizium-Zellen“.
Das neue Hocheffizienz-Modul sei die Weiterentwicklung eines konzentrierenden Photovoltaik-Solarmoduls (CPV). Im Gegensatz zu gängigen Photovoltaik-Anlagen benötige dieses System nur einen Bruchteil des Halbleitermaterials. Zugleich sei die Leistung pro Quadratmeter Modulfläche etwa doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Anlagen. Das Modul verwende als Grundlage eine holografische Optik statt der sonst bei Konzentratormodulen verwendeten kostspieligen Flachlinse (z.B. Fresnel-Linse): „Das Sonnenlicht wird auf unserem Modul mittels einer auf eine Glasplatte gedruckten Silikonfolie gefiltert. Dieses Verfahren lässt sich kostengünstig kopieren und erspart aufwendige Laser- und Entwicklungsarbeiten“, erläutert Alfred Jost, Präsident von Solar Bankers und Geschäftsführer von Apollon.
Die Linse liege anders als bei gängigen, sehr hoch bauenden Konzentratormodulen wenige Millimeter über der Solarzelle und filtere nur das Licht im gewünschten Wellenlängenbereich. Dieses gewünschte Licht werde auf die Solarzelle gebündelt. „Dadurch, dass nur bestimmte Wellenlängen gefiltert werden, entsteht zudem nicht die sonst bei Konzentratortechniken übliche hohe Hitze, die zu enormen Effizienzverlusten führt“, ergänzt Jost.
Für die Solarzelle verwendet das neue Modul weiterhin Silizium. Doch durch die 20- bis 30-fache Konzentration der gefilterten Lichtwellen könne der Silizium-Materialaufwand um über 90 Prozent gegenüber herkömmlichen Typen verringert werden. Jost: „Bei unserem Prototyp sind nur noch millimeterbreite Siliziumstreifen auf den einzelnen Solarmodulen, die insgesamt nur drei Prozent der Fläche ausmachen.“