CIS-Dünnschichtmodule meistern anspruchsvolle Herausforderungen

Autor/Redakteur: Wolfgang Lange, Managing Director, Solar Frontier Europe GmbH/gg

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Photovoltaik-Anlagen auf Dachflächen mit Teilverschattung, ungünstiger Ausrichtung oder nicht optimalen Neigungswinkeln gelten als wenig ertragsfähig. Auch Regionen mit eher niedrigen Sonnen-Einstrahlwerten und mit einem hohen Schwachlicht-Anteil gelten als wenig ertragsreich. Dünnschichtmodule aus Kupfer, Indium und Selen spielen auch unter diesen ungünstigen Bedingungen ihre Stärken aus und widerlegen Vorurteile.

Anlagenplaner und Investoren von Photovoltaik-Anlagen konzentrierten sich bislang vorwiegend auf Dächer mit Südausrichtung, da diese die bestmögliche Sonneneinstrahlung und demzufolge beste Erträge bieten. Die Leistung einer Anlage wird außerdem durch einen Neigungswinkel, der unabhängig von der Jahreszeit einen konstant guten Einstrahlungswinkel gewährleistet, beeinflusst. Idealerweise sollte das Wetter immer sonnig und kalt und die Installation frei von jeglichem Schattenwurf und von Verunreinigungen sein. In der Realität sind die Voraussetzungen für Solaranlagen allerdings nicht immer günstig. Eine unglückliche Ausrichtung des Daches, zu Beispiel in Ost-/West-Richtung, Schattenwurf durch Bäume, Schornsteine oder benachbarte Häuser, hohe Temperaturen, Nebel, Wolken und Schmutz stellen ebenfalls Faktoren dar, die die Erträge einer Solaranlage verringern können.

Fortschritte in der Dünnschicht-Modultechnik machen nun auch Dächer mit ungünstigen Voraussetzungen für die Gewinnung von Solarstrom interessant. Dünnschichtmodule aus Kupfer, Indium und Selen (CIS) erzielen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften selbst unter ungünstigen Bedingungen Erträge, die mit der kristallinen Zelltechnik nicht möglich sind.

Dank ihres guten Schwachlichtverhaltens haben die CIS-Dünnschichtmodule von Solar Frontier die Eigenschaft, selbst bei ungünstigen Lichteinfall-Winkeln, wie sie in den frühen Morgen- und späten Abendstunden sowie im Herbst und Winter herrschen, eine hohe Energieausbeute zu erzielen. Das gilt ebenso bei diffusem Licht, das bei Nebel oder stark bewölktem Himmel vorherrscht.

Der Unterschied im Schwachlichtverhalten von CIS-Modulen gegenüber anderen Technologien lässt sich einfach erklären: Ein entscheidender Faktor ist das breitere Lichtspektrum, das CIS-Dünnschichtmodule nutzen. Dies wird bei der genaueren Betrachtung der sogenannten Spektralantwort (Spectral Response SR) deutlich, die durch die Absorptionsfähigkeit von Licht mit unterschiedlichen Wellen bestimmt wird. Die CIS-Technologie besitzt im Gegensatz zu kristallinem Silizium eine deutlich höhere Spektralantwort – und damit eine höhere Effizienz. Die Folge: CIS-Module produzieren selbst dann noch Strom, wenn amorphe oder kristalline Siliziummodule die Energieproduktion bereits eingestellt haben.