Dünnschicht-Solarmodule

Sonnenkollektoren haben in den letzten Jahren die Welt im Sturm erobert. Einer der Gründe dafür ist ihre Effizienz. Aber es ist nicht so, dass es nur einen Typ von Solarmodulen gibt. Es gibt verschiedene Typen, je nach Material, Qualität und Leistung. Eine der Arten von Paneelen sind Dünnschicht-Solarpaneele. Diese Paneele wandeln ebenfalls Sonnenlicht in elektrische Energie um, indem sie den photovoltaischen Effekt nutzen. Sie unterscheiden sich jedoch von herkömmlichen Solarmodulen. Sie haben ein geringeres Gewicht und sind außerdem flexibel. Sie werden aus verschiedenen dünnen Schichten von PV-Materialien hergestellt.

Werfen wir einen Blick darauf, was Dünnschichtsolarzellen sind und wie sie funktionieren.

Was sind Dünnschicht-Solarmodule?

Wie bereits erwähnt, handelt es sich dabei um Sonnenkollektoren, die aus dünnen Schichten photovoltaischer Materialien bestehen. Ihr Zweck ist ebenfalls derselbe, nämlich die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität. Die Schichten sind nur ein paar Mikrometer dick. Man kann sich vorstellen, dass sie 300 Mal dünner sind als "normales Silizium". Das ist der Grund, warum sie sich für tragbare Geräte eignen.

Jede Zelle besteht aus drei Hauptbestandteilen: einer Schutzschicht, einem PV-Material und einer leitenden Schicht. Darüber hinaus unterscheidet sich das Material der Konstruktion von monokristallinen und polykristallinen Paneelen. Die Leistung der ersteren ist auch besser. Einer der Gründe, warum sie so gefragt sind, ist ihre einfache Herstellung. Man muss nicht viel Geld ausgeben, um sie herzustellen. Und bei einer guten Leistung kann man diese flexiblen Zellen der zweiten Generation vorziehen.

Wie werden Dünnschicht-Solarmodule hergestellt?

Es handelt sich um die am einfachsten herzustellende Art von Solarmodulen. Jedes dieser Paneele besteht aus den folgenden Hauptbestandteilen:

Schutzschicht

Eine Schutzschicht ist wichtig, um die Lebensdauer von Solarmodulen zu verlängern. Deshalb müssen Sie eine dünne Glasschicht oben auf dem Modul anbringen. Sie verbessert die Haltbarkeit und schützt sie vor Umwelteinflüssen.

PV-Material

Das wichtigste halbleitende Material, das für die Herstellung des Paneels benötigt wird, ist das PV-Material. Es wandelt auch das Sonnenlicht in Strom um. Es kann entweder CGIS, a-Si oder CdTe sein. Je nach Ihren Bedürfnissen können Sie jedes dieser Materialien verwenden.

Leitfähiges Blatt

Jede Platte muss eine Schicht aus leitfähigem Material haben. Der Grund dafür ist, dass man die Leitfähigkeit der Platte verbessern muss. Außerdem können Sie sich keine Stromverluste leisten. Daher spielt eine leitfähige Folie in dieser Hinsicht eine Schlüsselrolle.

Die Standardmaterialien für alle Arten von Dünnschichtplatten sind die gleichen. Auch die Art der Herstellung ist ähnlich. Sie müssen nur das PV-Material zwischen einer leitenden Folie und einer Schutzschicht anbringen. Und schon ist man bereit, Strom zu erzeugen.

Was sind die verschiedenen Arten von Dünnschicht-Solarmodulen?

Dünnschicht-Solarmodule gibt es je nach Material in verschiedenen Ausführungen. Dies wirkt sich auch auf die Kosten und die Leistung des Moduls aus. Hier sind die Typen dieser Paneele:

Cadmium-Tellurid-Paneele (CdTe)

Dies ist die gängigste Art von Dünnschicht-Panels. Diese Paneele bestehen aus Cadmiumtellurid als Herstellungsmaterial. Es handelt sich um eine chemische Verbindung, die Sonnenlicht einfängt und mit guter Effizienz in Strom umwandelt. CdTe-Paneele sind billig und haben eine geringere Amortisationszeit.

Amorphe Solarmodule (a-Si)

Paneele aus amorphem Silizium sind die älteste Art von Paneelen. Sie verwenden eine "chemische Gasphasenabscheidung", um die Siliziumschicht auf das Glas aufzubringen. Sie können bei schlechtem Licht gut funktionieren. Ihre Effizienz nimmt jedoch ab, wenn sie einige Monate lang verwendet werden. Auch ihre Lebensdauer ist kürzer. Insgesamt sind sie aber preislich besser.

Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Paneele (CIGS)

Die Herstellung von CIGS-Solarmodulen ist sicherlich eine große Sache. Der Grund dafür ist, dass man Schichten aus allen vier Metallen nacheinander anbringen muss. Außerdem ergibt die Kombination der leitenden Schichten mit diesen einen leistungsstarken Halbleiter. Das ist auch der Grund, warum die Wirkungsgrade dieser Module höher sind.

Alle diese Arten von Dünnschichtplatten funktionieren gut genug. Aber CIGS hat den höchsten Wirkungsgrad von allen. Deshalb ist die Nachfrage danach auch größer.

Sind Dünnschicht-Solarmodule effizient?

Dünnschicht-Solarmodule sind im Vergleich zu monokristallinen und polykristallinen Solarmodulen billiger. Sie haben aber auch ein paar Nachteile. Sie sind weniger effizient und halten nicht lange genug. Man muss sich gut um sie kümmern, damit sie gut genug funktionieren. Ein geringerer Wirkungsgrad bedeutet auch eine geringere Leistungskapazität. Die Hersteller bemühen sich sehr, die Effizienz dieser Geräte zu erhöhen und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten. Aus diesem Grund hat sich die Leistung von Dünnschichtmodulen im Laufe der Zeit verbessert.

Der bisher höchste Wirkungsgrad dieser Paneele wurde 2015 mit 22,5% erreicht. Solar Frontier, ein Solarenergieanbieter, hat dieses Kunststück vollbracht und seinen Rekord gebrochen. Die meisten Dünnschichtmodule haben jedoch Wirkungsgrade zwischen 6 und 19%. Die a-Si-Paneele haben einen Wirkungsgrad von nur 7%, wenn man nach ihrer Art fragt. Gleichzeitig haben CdTe-Paneele einen Wirkungsgrad von 15%. CIGS-Paneele haben einen Wirkungsgrad von nur 14%. Und schließlich haben OPV-Paneele einen Wirkungsgrad von 18%.

Ein weiterer Nachteil dieser Paneele ist, dass die Verbraucher sie nicht kaufen können. Sie sind nur für die gewerbliche Nutzung erhältlich. Das ist der Grund, warum die meisten Menschen kristalline Paneele bevorzugen. Diese lassen Sie zwar am Anfang investieren, sind aber auf lange Sicht gesehen besser. Achten Sie also darauf, dass Sie die Art der Paneele mit Bedacht wählen.

Schlussfolgerung

Dünnschichtsolarzellen haben mehrere Vorteile. Sie sind zum Beispiel einfach zu installieren und haben niedrige Herstellungskosten. Außerdem sind sie schattenresistent und haben einen geringeren CO2-Fußabdruck. Aber man kann nicht leugnen, dass sie nicht effizient sind. Das bedeutet, dass Ihre Kapitalkosten möglicherweise verschwendet werden. Außerdem ist ihre Lebensdauer im Vergleich zu kristallinen Solarzellen geringer. Daher ist es besser, sie in Gebieten zu verwenden, in denen Sie keinen Zugang zu kristallinen Paneelen haben. Oder wenn Sie es sich leisten können, nach 8-10 Jahren wieder neue Module zu kaufen. Der Grund dafür ist, dass sie nur für bestimmte Anwendungen geeignet sind. Treffen Sie also Ihre Entscheidung, berücksichtigen Sie alle Faktoren und prüfen Sie, ob diese Option für Sie geeignet ist.