Entwicklung der Kosten und Wirkungsgrade von Solarzellen

Entwicklung der Kosten und Wirkungsgrade von Solarzellen

Einer der entscheidenden Fortschritte der Photovoltaik ist der kontinuierliche Preisrückgang, der fast stetig entlang der Lernkurve der Wirtschaftstheorie erfolgte.

So brachte jede Verdopplung der weltweit produzierten Menge einen Preisrückgang von 15 bis 20 Prozent. Im Jahr 1990 kostete das Kilowatt noch rund 14.000 Euro (Systemkosten), im Jahr 2000 lag der Preis nur noch bei 7000 Euro, und für das letzte Quartal 2009 gibt die Branche nun einen Durchschnittspreis von 3135 Euro an

Ein wichtiger Aspekt ist die Materialersparnis: Heute werden für kristalline Siliziumzellen üblicherweise Wafer von rund 200 Mikrometer Dicke genutzt. Vor fünf Jahren noch waren in der Branche 300 Mikrometer üblich. Weitere enorme Materialeinsparungen sind technisch möglich, Forscher haben schon mit 40-Mikrometer-Wafern experimentiert. Doch bislang müssen sie diese herstellen, indem sie dickere Wafer entsprechend schleifen, was weder ökonomisch noch technisch eine praktikable Lösung für eine Massenfertigung ist. Wenn sich dünnere Wafer industriell problemlos fertigen und verarbeiten lassen, sind auch Dicken unter 100 Mikrometer möglich.

Entscheidend für die Preisrückgänge war ferner der Ausbau größerer Produktionslinien. Anlagen zur Herstellung von Siliziumzellen werden heute von den Anlagenbauern schlüsselfertig angeboten, sind also keine Einzelfertigung mehr. So ließen sich Skaleneffekte in erheblichem Umfang erzielen.

Außerdem kam den Kosten zugute, dass die Wirkungsgrade der Module durch bessere Zellen gesteigert wurden, was die benötigte Fläche pro Kilowatt reduzierte und damit wiederum den Preis. Denn viele Kostenkomponenten sind flächenproportional. Anfang der achtziger Jahre lagen die Module noch bei rund acht Prozent Wirkungsgrad. Im Jahr 2003 erreichten die klassischen Silizium- Module eine Stromausbeute von 13 Prozent, heute kommen die durchschnittlichen Module am Markt auf 16 Prozent und Spitzenprodukte bis auf fast 20 Prozent. Ausschlaggebend für die Wirkungsgradverbesserungen sind unter anderem immer bessere Dotierungs-, Beschichtungs- und Kontaktierungsverfahren.