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Die neue Technik erlaubt die rationelle Produktion qualitativ hochwertiger und langlebiger Solarzellen mit geringem Material- und Energieaufwand. Wirtschaftlichkeit,
Qualität und Vielseitigkeit sind die wesentlichen Merkmale der Produktlinie. Bereits im August will Würth Solar die ersten CIS-Module auf den Markt bringen.
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CIS: High-Tech für eine sonnige Zukunft
Die Dünnschicht-Zellen bestehen überwiegend aus den Elementen Kupfer, Indium und Selen. Das chemische Zeichen ist CuInSe2. Im Vergleich zu den bekannten, blau schimmernden,
polykristallinen Siliziumzellen, die durchschnittliche Wirkungsgrade von 12 - 14 % aufweisen, fällt der Material- und Energieaufwand für die Herstellung deutlich geringer aus.
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Aufbau einer CIS-Solarzelle.
Bilder: Würth Solar
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Anwendungen für CIS-Zellen
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CIS Zellen sind zehn mal dünner als polykristalline Zellen. Ihre photoaktive Schicht wird direkt und großflächig auf normales Fensterglas aufgedampft. Wie die rot-braunen
Zellen aus amorphem Silizium - man findet sie in Taschenrechnern und Uhren - werden die CIS-Zellen in dünnen, materialsparenden Schichten hergestellt. Sie übertreffen jedoch deren
Wirkungsgrad von durchschnittlich 6 Prozent deutlich: Im Labor des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) der Universität Stuttgart erreichte ein
quadratisches CIS-Modul mit einer Seitenlänge von 30 Zentimetern knapp 13 %. Das ist der derzeitige "Weltrekord".
In der neuen Fabrik werden Elemente in der Größe von 60 auf 120 cm produziert. Den Wirkungsgrad will der Hersteller von gegenwärtig 8 Prozent auf 10, später sogar auf 12 Prozent
steigern. In der Pilotphase rechnet Bernhard Dimmler, Technischer Geschäftsführer der Würth Solar, mit einem jährlichen Output von mindestens 1,2 Megawatt Leistung. Das entspricht
etwa 10.000 Quadratmetern Modulfläche oder dem Stromverbrauch von 300 Haushalten.
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Energiewende konkret: Solartechnik im ehemaligen Kohlekraftwerk
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Das Gemeinschaftsprojekt von Würth Solar, der EnBW Kraftwerke AG und dem ZSW weist den Weg in die solare Zukunft. Für ehemalige Gebäude der EnBW wurde gemeinsam mit der
Stadt Marbach ein Modellprojekt zur Konversion eines Kraftwerksstandortes entwickelt. Im zukünftigen Energie- und Technologiepark werden neben der Solarfabrik, die den ersten
Impuls gab, 11 weitere Unternehmen aktiv.
Wo früher fossile Ressourcen verbrannten, werden jetzt Solarmodule gebaut. Auch ein Projekt zur Brennstoffzellen-Technik wird vertreten sein. Die Technik von gestern weicht der
Technik von morgen. Die Generatoren im ehemaligen Kesselhaus des Kohlekraftwerks Marbach I wurden stillgelegt. Stattdessen werden hier im "Reinraum" Würth-Solarzellen
gefertigt.
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Die Anlage zur Herstellung der CIS-Module wird im Kesselhaus des ehemaligen Kohlekraftwerks angeliefert.
Bild: Würth Solar
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Das hohenlohische Unternehmen versteht sich als Entwicklungspartner und Know-how-Lieferant für Photovoltaikhersteller, die Systemlösungen mit CIS-Technologie realisieren wollen.
Würth Solar will rund 30 Millionen Mark in das Projekt investieren; die Anlagetechnik allein kostete bereits 18 Millionen DM. Für den Umbau des Gebäudes und die laufenden Kosten
wurden weitere 12 Millionen veranschlagt.
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Der Vorsprung von Würth-Solar zeigt sich beim Aufbringen der nur ein Tausendstel Millimeter dünnen, lichtempfindlichen Schicht. Bisher wurden CIS-Zellen in mehreren
Schritten aufgebracht und legiert. In Marbach erfolgt dieser Schritt in einem Gang: Kupfer, Indium und Selen verdampfen gleichzeitig unter hochreinen Vakuumbedingungen bei einer
Temperatur von 500º Celsius. Die Elemente haften dann an einer Platte aus zwei bis vier Millimeter "dickem" Fensterglas, die zuvor mit dem Metall Molybdän als Rückkontakt
beschichtet wurde. Mit Laserstrahlen werden die Schichten "portioniert" und auf die gewünschte Spannung gebracht. Dann wird eine durchsichtige Kontaktschicht aus Zinkoxid
aufgetragen. Sind die elektrischen Kontakte angebracht, wird das Modul zwischen die so bearbeitete und eine weitere Glasplatte gepackt. Auf diese Weise versiegelt, wird es für
lange Zeit gegen Umwelteinflüsse geschützt sein.
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Solarstrom marktfähig zu machen ist das Ziel. Würth Solar geht neue Wege.
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Die CIS-Anlage im "Reinraum"
Bild: Würth Solar
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Gute Aussichten für die Photovoltaik
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Von der Massenfertigung der Dünnschicht-Module erwartet das Haus Würth deutliche Kostensenkungseffekte. CIS-Module sollen schon bald weit günstiger angeboten werden als die
herkömmlichen Produkte. Ohnehin hat die Photovoltaik bereits die meisten Hürden zur Wirtschaftlichkeit genommen. Staatliche Förderung und wachsendes Umweltbewusstsein kurbeln die
Nachfrage an. Niedrigere Preise würden den Trend zum eigenen Solarkraftwerk noch verstärken.
"Wir investieren bewußt in eine Zukunftstechnologie, die wir für elementar wichtig halten. Aber wir haben als Wirtschaftsunternehmen ganz klar den Erfolg im Visier," erklärte Rolf
Bauer, Verantwortlicher für das Solar-Unternehmen im Würth-Konzern, bei der Einweihung der Solarfabrik. Neben der Produktion strebt Würth Solar auch den weltweiten Vertrieb
kompletter Inselsysteme an. Diese sollen zum Einsatz kommen, wo keine Stromleitungen vorhanden sind, beispielsweise in Entwicklungsländern.
Bilder und Material: Würth Solar GmbH & Co. KG. Red. Solarserver. Rolf Hug
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