Japanische Anbieter setzen auf Gebäudeintegration organischer Photovoltaik
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Der heutige Photovoltaik-Markt wird von Anbietern geprägt, die in den klassischen Technologien arbeiten, das heißt mit Zellen aus kristallinem Silizium und Dünnschicht-Zellen aus amorphem Silizium. Dies ließ sich jüngst auf der 3. Photovoltaic Power Messe in Tokyo wieder beobachten. Gerade in den jungen Märkten in Asien ist Stromerzeugung mittels siliziumbasierter PV der derzeitige Bautrend, in Japan beispielsweise von der Wiederauflage eines Förderprogramms angespornt.
Für mich sind solche Messen interessant, weil man sehen kann, wie weit sich die Technologie entwickelt hat und wo sie heute im Vergleich zu den etablierten Technologien steht. Wenn man von der Tokyoter Photovoltaic Power Messe schließen darf, sind wir zumindest auf einem guten Weg: Die wachsende Zahl von Ausstellern bei der organischen Photovoltaik zeigt, dass Bewegung in das OPV-Thema gekommen ist.
Mehr als ein Dutzend Unternehmen, Start-Ups und Universitäten zeigten auf der PVEXPO ihre neuen technologischen Ansätze wie Solarzellen-Fasern, neue Materialien, Bauteile, Drucktechnologien und erste Produkte für mobile Anwendungen (z.B. Solar-Ladegeräte in Taschen). Von einem Technologiedurchbruch ist man damit zwar noch weit entfernt, aber die Aussteller lassen doch interessante Trends erkennen.
Schon jetzt zeigt sich, dass technologiestarke Firmen ihre Entwicklung auf die Gebäudeintegration ausrichten. Fujikura und Sony stellten auf der PVEXPO in Tokyo Ein-Quadratmeter große Module für Dächer vor. Fujikura setzt dabei auf eine besonders ausgeklügelte Versiegelungstechnologie, die die elektrischen Leiterbahnen vor den korrosiven Elektrolyten der Zellen schützen soll. Genau diese Flüssigelektrolyte sind wegen der Korrosionsgefahr die Achillesferse der farbstoffsensibilisierten Solarzelle, deshalb arbeiten wir gemeinsam mit Bosch an einer Alternative, die ohne korrosive oder flüssige Bestandteile auskommt.
Die Effizienzen und Stabilitätsdaten der in Japan gezeigten Module sind bereits vielversprechend, allerdings sind weitere Verbesserungen nötig, um diese OPV-Technologien zur Marktreife zu führen. Dies soll nun durch ein Förderprogramm der japanischen Regierung innerhalb der kommenden 4 Jahre geschehen. Alle hier genannten Protagonisten haben sich dazu bereits verpflichtet.
Wirkungsgrad
Welchen Wirkungsgrad hat die organische Photovoltaik im Vergleich zu den klassischen siliziumbasierten? Wenn der Wirkungsgrad (noch) geringer sein sollte, welche Vorteile bietet diese Technik? Ist der Herstellungsprozeß nicht so energieintensiv, weil kein reines Silizium nötig ist?
Hallo Herr Erk,
Sie sagen einerseits, dass der entscheidende Technologiesprung noch fehlt, andererseits aber, dass schon an konkreter Gebäudeintegration gearbeitet wird. Was heißt das nun? Hat man bereits im Labor eine hinreichend effiziente Grätzel-Zelle, die nur noch implementiert werden muss?
@Martin Huhn
Hallo Herr Huhn,
zu Ihrer Frage nach dem Wirkungsgrad: der Wirkungsgrad bei OPV bewegt sich derzeit bei knapp 8%, farbstoff-sensibilisierte Zellen erreichen 11%. Im Vergleich dazu liegt die Rekord-Effizienz bei Si-Laborzellen bei ca. 25%. Die Effizienzen der vermarkteten Si-zellen liegen bei ca. 15-20%.
Warum ist organische Photovoltaik trotzdem so interessant? Die Herstellungsprozesse sind günstiger, weil man zum einen weniger Material benötigt. Zum anderen sind die Herstellungsprozesse einfacher und kosteneffizienter, weil sie keine hohen Temperaturen benötigen bzw. auf einfachen Beschichtungsprozessen beruhen. Mehr dazu in meinem neuen Blog-Eintrag!
@Lars Fischer – Technologievorsprung
Hallo Herr Fischer,
zu Ihrer Frage, ob die OPV an dem Punkt sind, dass “nur noch implementiert” werden muss. Mit farbstoff-sensibilisierten Solarzellen wurden im Labor Effizienzen von 11% und darüber erreicht. “Nur noch implementiert” heisst, dass die Prozesstechnologie zur Herstellung der Zellen entwickelt werden muss. Damit kann man nicht erst anfangen, wenn im Labor alles fertig scheint, denn das bedeutet noch mal einen erheblichen mehrjährigen Forschungs- und Entwicklungsaufwand. Das Thema Prozesstechnologie gehen wir mit Bosch zusammen an.
Was noch fehlt, sind langlebige Zellen mit hoher Effizienz – in der Regel werden Abstriche bei der Effizienz gemacht, um eine möglichst hohe Lebensdauer zu erzielen. Hier bewegt man sich erst im einstelligen Bereich.