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Forschungsprojekt “SolarWinS” an der Uni Konstanz bewilligt

Zum 1. Februar 2011 wurde vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) das nationale Verbundprojekt “SolarWinS” (Solarforschungscluster zur Ermittlung des maximalen Wirkungsgradniveaus von multikristallinem Silicium) bewilligt, an dem die Universität Konstanz mit einem großen Teilprojekt beteiligt ist.

Ziel des Zusammenschlusses von SolarWinS ist es, den maximalen Wirkungsgrad von multikristallinem Silicium im Vergleich zu monokristallinem Material auszuloten. Während nach aktuellem Forschungsstand das monokristalline Silicium bei industriell hergestellten Solarzellen einen Wirkungsgrad von etwa 19 Prozent liefert, liegt das in der Produktion deutlich kostengünstigere multikristalline Silicium bei nur etwa 17 Prozent. Wenn es gelingen würde, diese Wirkungsgradlücke zu schließen, könnte die Solarenergie deutlich günstiger werden, da sich nur die Technologie mit dem besseren Preis-Leistungsverhältnis langfristig durchsetzen wird. “Diese zwei Prozent Differenz klingen nach wenig, sie sind aber nicht nur wissenschaftlich sondern auch wirtschaftlich höchst relevant. Bereits eine Steigerung des Wirkungsgrades um nur ein Prozent kann für eine Firma mit einer Produktion von etwa 100 Millionen Solarzellen im Jahr einen jährlichen Zusatzgewinn von mehr als 20 Millionen Euro bedeuten” rechnet Prof. Giso Hahn vor, Leiter der Abteilung Photovoltaik der Universität Konstanz, der auch das Konstanzer Teilprojekt von SolarWinS leitet. Für die Zukunft der Solarindustrie und damit zusammenhängende Investitionen ist dies von hoher Wichtigkeit.

Mit insgesamt 13 Instituts- und elf Industriepartnern wird das Projekt über die kommenden drei Jahre mit ca. 5,5 Millionen Euro vom BMU gefördert. SolarWinS ist in neun Teilprojekte unterteilt, die neben der Universität Konstanz von folgenden Forschungsinstituten geleitet werden: Dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Freiburg), dem Institut für Solarenergieforschung Hameln, der Georg-August-Universität Göttingen, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik Halle, der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus, der Technischen Universität Bergakademie Freiberg und dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie Erlangen. Als Industriepartner sind mit Arise Technologies GmbH (Bischofswerda), Bosch Solar Energy AG (Erfurt), Q-Cells SE (Bitterfeld-Wolfen), Conergy Solarmodule GmbH & Co.
KG (Frankfurt/Oder), Schott Solar Wafer GmbH (Jena), Solland Solar Cells GmbH (Aachen), Sovello AG (Bitterfeld-Wolfen, sunways AG (Konstanz), H.C. Starck GmbH (Goslar), PVSilicon GmbH (Erfurt) sowie der Wacker Chemie AG (München) viele wichtige Akteure der deutschen Photovoltaik-Industrie vertreten.

Um den Wirkungsgrad der multikristallinen Solarzellen zu steigern, sollen zunächst die Faktoren der Produktion bestimmt werden, die sich leistungslimitierend auf das Material auswirken. In Kooperation mit allen Projektpartnern wird analysiert werden, welche Veränderungen an Material und Herstellungsverfahren die Effizienz der fertigen Solarzelle wie beeinflussen. “Dabei ist gerade die durch SolarWinS mögliche Zusammenarbeit mit Industriepartnern aus der gesamten Produktionskette von großem Vorteil. Gemeinsam können wir beispielsweise verschiedene Herstellungsvariationen ausprobieren, um den Einfluss der Verunreinigung in der Produktion von multikristallinem Silicium zu analysieren. Die Stärke des Projekts liegt nicht zuletzt in der Vielseitigkeit seiner Partner aus Industrie und Wissenschaft mit unterschiedlicher Expertise” betont Annika Zuschlag, Doktorandin in der Abteilung Photovoltaik an der Universität Konstanz, die den in Konstanz angesiedelten Teil der Gesamtkoordination von SolarWinS übernommen hat. Die Koordination des Gesamtprojekts ist von den Teilprojekten unabhängig und wird zwischen der Universität Konstanz und dem Freiburger Materialforschungszentrum (FMF) aufgeteilt.

In den vergangenen zehn Jahren ist die Photovoltaik-Branche jedes Jahr um ca. 50 Prozent gewachsen. Ende 2010 waren in Deutschland Anlagen installiert, die es ermöglichen drei Prozent der gesamten Stromversorgung durch Photovoltaik herzustellen. “Der Markt für Solarenergie boomt, es gilt nicht nur zügig neue und verfeinerte Technologien zu entwickeln sondern auch ausreichend qualifizierte Fachkräfte für die Solarindustrie auszubilden.” resümiert Giso Hahn die Herausforderungen für die Photovoltaik. (Uni Konstanz)