Solarenergie ist eine unerschöpfliche Quelle erneuerbarer Energie für die Menschheit und spielt eine wichtige Rolle in den langfristigen Energiestrategien weltweit. Die Dünnschichtstromerzeugung basiert auf leichten, dünnen und flexiblen Dünnschicht-Solarzellenchips, während die Stromerzeugung mit kristallinem Silizium einen hohen Wirkungsgrad aufweist, die Panels jedoch eine ausreichende Dicke aufweisen müssen. Daher konzentrieren wir uns heute auf die Vor- und Nachteile der Dünnschichtstromerzeugung und der Stromerzeugung mit kristallinem Silizium.
I. Vorteile der Dünnschicht-Stromerzeugung
Dünnschichtbatterien benötigen weniger Material, sind einfach herzustellen, verbrauchen weniger Energie und können große Flächen kontinuierlich produzieren. Als Substrate können kostengünstige Materialien wie Glas oder Edelstahl verwendet werden. Für Dünnschichtbatterien gibt es mittlerweile verschiedene technische Entwicklungen, darunter die CIGS-Dünnschicht-Solartechnologie (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid). Die Technologie für flexible Dünnschicht-Photovoltaikmodule hat Meilensteine erreicht, und die Lücke zwischen der Photovoltaik-Umwandlungsrate von kristallinen Siliziumbatterien verringert sich allmählich.
Dünnschichtzellen reagieren besser auf schwaches Licht und verringern die Lücke zwischen der Stromerzeugung an bewölkten und sonnigen Tagen. Daher eignen sie sich besonders für den Einsatz in Photovoltaikkraftwerken in der Wüste. Sie eignen sich auch besser für den Bau von Sonnenschutzdächern und Sonnenhäusern. Dünnschichtsolarzellen als Hauptkomponenten von Photovoltaikanlagen eignen sich hervorragend für die Integration von Photovoltaikgebäuden.
II. Die Nachteile der Dünnschicht-Stromerzeugung
Die photoelektrische Umwandlungsrate von Dünnschichtzellen ist gering und liegt in der Regel bei nur etwa 8 %. Die Investitionen in Ausrüstung und Technologie für Dünnschichtzellen sind um ein Vielfaches höher als für kristalline Siliziumzellen. Die Ausbeute der Produktion von Dünnschicht-Solarzellenmodulen ist daher nicht optimal. Die Ausbeute von nicht-/mikrokristallinen Silizium-Dünnschichtzellenmodulen liegt derzeit bei nur etwa 60 %, während die der etablierten CIGS-Zellenhersteller nur bei 65 % liegt. Natürlich lässt sich das Problem der Ausbeute mit den richtigen, hochwertigen Dünnschicht-Markenprodukten lösen.
III. Die Vorteile der Stromerzeugung aus kristallinem Silizium
Die Photovoltaik-Umwandlungsrate von kristallinen Siliziumzellen ist höher, und die Umwandlungsrate von inländischen kristallinen Siliziumzellen liegt bei 17 bis 19 %. Die Technologie für kristalline Siliziumbatterien ist ausgereifter, Unternehmen benötigen keine häufigen technischen Umstellungen. Die Investitionen in Anlagen für kristalline Siliziumzellen sind gering, und inländische Anlagen können bereits den Großteil der Anforderungen der Zellproduktionslinien decken.
Ein weiterer Vorteil der kristallinen Siliziumtechnologie ist der ausgereifte Produktionsprozess. Derzeit erreichen die meisten Hersteller monokristalliner Siliziumzellen eine Ausbeute von 98 % oder mehr, während die Ausbeute bei der Produktion polykristalliner Siliziumzellen ebenfalls über 95 % liegt.
IV. Die Nachteile der Stromerzeugung mit kristallinem Silizium
Die Produktionskette ist komplex, und die Kosten lassen sich möglicherweise nicht signifikant senken. Die Rohstoffkosten schwanken stark, und in den letzten Jahren war der internationale Markt für Polysilizium eine Achterbahnfahrt. Zudem ist die Siliziumindustrie eine stark umweltbelastende und energieintensive Branche, und es besteht das Risiko politischer Anpassungen.
Zusammenfassung
Kristalline Siliziumzellen bestehen hauptsächlich aus Siliziummaterialien. Bor- und Sauerstoff-haltige Siliziumwafer zerfallen nach Lichteinwirkung unterschiedlich stark. Je höher der Bor- und Sauerstoffgehalt im Siliziumwafer unter den durch den Bor- und Sauerstoffkomplex erzeugten Licht- oder Stromeinspeisungsbedingungen ist, desto deutlicher ist die Lebensdauerverkürzung. Im Vergleich zu kristallinen Silizium-Solarzellen benötigen Dünnschicht-Solarzellen kein Siliziummaterial und sind vom Typ amorpher Silizium-Solarzellen mit Nulldämpfung.
Daher kommt es bei kristallinen Silizium-Solarzellen nach einigen Jahren der Nutzung zu einem unterschiedlich starken Effizienzverlust, der sich nicht nur auf die Stromerzeugungserlöse auswirkt, sondern auch die Lebensdauer verkürzt. Dünnschicht-Solarzellen sind die zweite Generation von Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen, die in Industrieländern weltweit weit verbreitet sind. Ihr Preis ist tatsächlich etwas höher als der von kristallinen Silizium-Solarzellen. Aufgrund der fehlenden Dämpfung und der langen Lebensdauer sowie anderer Eigenschaften ist der Wert, der durch langfristige Nutzung entsteht, höher.
Veröffentlichungszeit: 16. Dezember 2022