 Nanotechnologie zur Optimierung der Fotovoltaik
Dünner, effizienter, kostengünstiger: Die Technologien zur solaren Stromerzeugung haben in den vergangenen Jahren rasante Fortschritte gemacht. Innovative Fertigungssysteme und der Einsatz neuer Materialien erhöhen die Effizienz von Fotovoltaik Anlagen und tragen zu einer kontinuierlichen Senkung der Erzeugungskosten bei. Fotovoltaik Anlagen werden für den Einsatz im Massenmarkt produziert und die Expansion der Solarwirtschaft setzt sich fort. Der Europäische Dachverband der Fotovoltaik Industrie EPIA erwartet eine Verdopplung des Weltmarktes innerhalb der nächsten drei Jahre und rechnet für 2010 mit einem Weltmarkt von 5,6 Gigawatt.
Die Anwendungsgebiete der Nanotechnologie in der Solarindustrie stehen nach Angaben des Bundesverbands Solarwirtschaft (BSW-Solar)zunehmend im Interesse, beispielsweise die Nanotexturierung von Zellen zur Reflexionsminderung, der Einsatz von Nanopartikeln zum „Druck“ von Fotovoltaik Zellen oder organische Solarzellen Allerdings fehlt es nach Einschätzung von Experten noch an grundlegendem Wissen über die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten von Nanotechnologieforschung bei den erneuerbaren Energietechnologien.
Noch in der Forschungsphase befinden sich Farbstoffsolarzellen und kunststoffbasierte Polymersolarzellen, die die natürliche Fotosynthese der Pflanzen nachahmen. Geforscht wird an der Fertigung dünner, homogener Schichten, die mit etwa 100 Nanometer eine rund dreihundert Mal geringere Dicke als ein menschliches Haar aufweisen. Mit organischen Solarzellen kann das Anwendungsspektrum der solaren Stromerzeugung weiter ausgebaut werden. Während die klassischen Siliziumzellen eher wie ein hochleistungsfähiger PC stationär eingesetzt werden, sind die Einsatzgebiete der organischen Fotovoltaik wie bei einem Laptop auch im Bereich mobiler und flexibler Anwendungen denkbar.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat in diesem Jahr ein Förderprogramm „Organische Fotovoltaik“ aufgelegt, das durch die Kombination von Grundlagenforschung, anwendungsorientierter Materialforschung und -entwicklung sowie der dazugehörigen Prozesstechnik darauf abzielt, die Einführung organischer Fotovoltaik Technologien bis hin zu einem industriellen Breiteneinsatz zu beschleunigen. Der BSW-Solar sieht in der organischen Fotovoltaik einen vielversprechenden Ansatz, der zur technologischen Vielfalt der solaren Energieerzeugung beiträgt. Es wird jedoch noch einige Jahre dauern, bis organische Solarzellen in industriellem Maßstab gefertigt werden können, um das Marktangebot zu erweitern.
Herausragende Forschungsinstitutionen in Deutschland sind u.a. das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg, das ZSW Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg und das Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin. Zu Beginn des Jahres 2007 haben das HMI, die Technische Universität Berlin, die Entwicklungs- und Betreibergesellschaft des Wissenschafts- und Technologieparks Adlershof sowie die TSB Technologiestiftung Innovationsagentur Berlin eine Kooperation vereinbart, um gemeinsam mit der Wirtschaft innovative Produkte für die Solarenergie zu entwickeln.
Die beteiligten Einrichtungen planen, die Kooperation zu einem „Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Fotovoltaik Berlin“ weiterzuentwickeln. Durch zielgerichteten Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Industrie wird dabei das Ziel verfolgt, den Strom aus Sonnenlicht durch innovative Produkte zunehmend effizienter und kostengünstiger zu erzeugen.
Der Bundesverband Solarwirtschaft unterstützt die technologische Weiterentwicklung der Fotovoltaik Den gezielten Einsatz für mehr Investitionssicherheit sowie die Schaffung geeigneter Marktanreizprogramme und eines partei- und gesellschaftsübergreifenden Konsenses beim Ausbau der Solarenergie sieht der BSW-Solar als zentrale Aufgaben seiner Verbandsarbeit.
Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar)
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