Photovoltaik-Studie: Dritte Dünnschicht-Generation vor dem DurchbruchNach jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung steht die Organische Photovoltaik in zahlreichen Anwendungsbereichen vor dem Durchbruch. So lautet ein zentrales Ergebnis der Studie „Forecasting the Future of Dye Sensitized and Organic PV“ der Greentech Media (München), die die neuesten Entwicklungen aus dem Bereich der organischen Photovoltaik beleuchtet. Sowohl Farbstoff Solarzellen (DSC) als auch Kunststoff–basierte Zellen (OPV) sind demnach marktreif und könnten in den kommenden Jahren teure Silizium Solarzellen in bestimmten Anwendungsbereichen ersetzen.
Wirkungsgrad und Lebensdauer werden nach Ansicht der Autoren der Studie schrittweise erhöht und sollen bei Farbstoff Solarzellen bis 2020 rund 30 Prozent erreichen. Die neuen Technologien eigneten sich hervorragend für den Einsatz in Baustoffen (BiPV), der Fahr- und Flugzeugindustrie sowie Consumer Electronics, heißt es in einer Pressemitteilung.
Der Studie zufolge planen die Vorreiter bei den beiden Technologien, die walisische G24 Innovations (DSC), und Konarka Technologies (OPV) aus den USA, bis 2012 eine Vervielfachung ihrer Produktionskapazitäten. Alleine Konarka rechnet mit einem Anstieg des Produktionsvolumens von jetzt 5 Megawatt auf 1000 Megawatt im Jahr 2012. Gleichzeitig wachsen Qualität und Quantität der Unternehmen, die die zentralen Vorteile der Organischen Photovoltaik (Kostengünstige Produktion im Rolle-zu-Rolle-Verfahren, Verwendung auch bei diffusem Licht, Flexibilität) nutzen, um eigene Produkte wie Autodächer, Hausfassaden oder Sonnenbrillen damit auszustatten.
Auch Unternehmen aus Deutschland sind auf dem Markt für Organische Photovoltaik aktiv: Im Oktober schloss der Chemieriese Merck eine Entwicklungspartnerschaft mit dem australischen Spezialisten für Farbstoffsolarzellen, Dyesol. Dazu kooperiert Merck mit Bosch und Schott Solar, die Dresdner Heliatek GmbH plant den Aufbau einer Produktionslinie für Kunststoffsolarzellen bis 2011.
Weitere zentrale Ergebnisse der Studie:
Consumer Electronics
Displays aus Farbstoff Solarzellen könnten in Zukunft Produkte wie Handys schmücken und sie unabhängig vom Stromnetz aufladen. Allein im vergangenen Jahr verkauften Samsung, LG und Co. mehr als 160 Millionen Handys nach Afrika. Aufgrund der mangelhaften Stromversorgung dort sind Geräte mit integrierten Solar-Panels oder eigenständige, aber bezahlbare Solar-Ladegeräte für diesen Kontinent von zentralem Vorteil. „Es ist nur eine Frage der Zeit, bis Farbstoffsolarzellen herkömmliche Silizium Solarzellen in diesem Bereich ablösen werden“, so Philip Drachman, Autor der Studie. Doch auch für Sonnenbrillen mit integrierten Farbstoffsolarzellen, über die iPods und Handys geladen sowie für Uhren und Spielzeuge sind die kostengünstigen und flexiblen Solarzellen der dritten Dünnschicht-Generation höchst interessant. Weiterer Vorteil: Die elektronischen Geräte werden auch bei diffusen Lichtbedingungen Schritt für Schritt aufgeladen.
Photovoltaik in Gebäuden, Textilien, Autos, Flugzeugen
Die Integration von hauchdünnen, organischen Solarzellen in Gebäudeteilen (BIPV) – beispielsweise in Glas-Fassaden oder Ziegeln – wird in den kommenden Jahren verstärkt an Bedeutung gewinnen. Nach Einschätzung der Analysten könnten Solardächer, -fenster, -fassaden oder -ziegel herkömmliche Materialien beim Bau von Gebäuden ablösen.
Gleichzeitig ergeben sich für die flexiblen Solarzellen viele weitere Anwendungsgebiete wie beispielsweise im Bereich Fahr- und Flugzeugbau oder die Verwendung in Alltags- und Outdoor-Textilien. Toyota und Hyundai beispielsweise möchten bereits 2010 erste Fahrzeuge mit Solardächern auf den Markt bringen, die die Lithium-Ionen-Batterien der Plug-In-Hybridautos unterstützen.
G24 Innovations verkündete im Oktober, DSC-Module an einen Hersteller von CE Taschen, die Mascotte Industrial Associates, geliefert zu haben. Schon im Dezember sollen die ersten Taschen diesesTyps auf den Markt kommen. G24i ist darüber hinaus zahlreiche weitere Entwicklungspartnerschaften eingegangen, um möglichst rasch größere Mengen zu günstigeren Kosten zu produzieren und so in die Massenproduktion einsteigen zu können.
Wirkungsgrade und notwendige Weiterentwicklung
Wie bei herkömmlichen Dünnschichtmodulen ist die Verbesserung der Wirkungsgrade ein entscheidendes Kriterium für die Marktfähigkeit dieser jungen Technologien. Greentech Media geht davon aus, dass sich der Wirkungsgrad von Kunststoff Solarzellen von derzeit 5 Prozent auf 7 Prozent in 2012 und 10 Prozent in 2020 verbessern wird. Gleichzeitig wird die Lebensdauer auf 10 Prozent für 10.000 Stunden ausgedehnt. Ähnliche Verbesserungen von jetzt 11 Prozent auf 30 Prozent in zehn Jahren sind bei Farbstoffsolarzellen nach der Einschätzung der Analysten realistisch. Mit der Steigerung der Anwendungsmöglichkeiten und dem Aufbau von Produktionskapazitäten werden die Preise rasch auf konkurrenzfähiges Niveau sinken.
Solar-Analyst Philip Drachman von GTM Research zeigt in der Marktstudie „Third-Generation Thin-Film Solar Technologies: Forecasting the Future of Dye Sensitized and Organic PV“ den aktuellen Entwicklungsstand bei OPV und DSC. Er dokumentiert Ergebnisse und Vorhaben der führenden Produzenten, setzt sich mit solarspezifischen Kostenstrukturen auseinander und skizziert Produktionsverfahren sowie konkrete Anwendungsgebiete auf dem globalen Zukunftsmarkt.
Die Studie „Forecasting the Future of Dye Sensitized and Organic PV“ wurde von Greentech Media in Zusammenarbeit mit dem renommierten Prometheus Institute (Chicago) herausgegeben und ist ab sofort verfügbar. Sie kann ab 1.495 Dollar unter folgender Adresse erworben werden: http://www.gtmresearch.com/report/third-generation-thin-film-solar-technologies
Quelle: Greentech Media