Optische Innovationen für Solarmodule – Was bringt den Ausbau am meisten voran?

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Im Jahr 2023 erzeugten Photovoltaikanlagen weltweit mehr als 5% der
elektrischen Energie und die installierte Leistung verdoppelt sich alle
zwei bis drei Jahre.

Optische Technologien können die Effizienz von
Solarmodulen weiter steigern und neue Einsatzbereiche erschließen, etwa in
Form von ästhetisch ansprechenden, farbigen Solarmodulen für Fassaden. Nun
geben 27 Fachleute einen umfassenden Überblick über den Stand der
Forschung und eine Einschätzung, welche Innovationen besonders zielführend
sind. Der Bericht, der auch für Entscheidungsträger*innen in der
Forschungsförderung interessant ist, wurde von Prof. Christiane Becker und
Dr. Klaus Jäger aus dem HZB koordiniert.

Photovoltaik (PV) ist inzwischen eine der preisgünstigsten Technologien,
um Strom zu produzieren. Photovoltaikanlagen erreichten im November 2024
weltweit eine installierte Kapazität von zwei Terawatt und die
Wachstumsraten und Kostensenkungen sind noch immer enorm.

„Wir haben auf einer Fachtagung intensiv diskutiert, wie die Optik-
Gemeinschaft zum weiteren Wachstum der Photovoltaik beitragen kann“, sagt
Prof. Christiane Becker, die am HZB die Abteilung Solarenergieoptik
leitet. Im Anschluss haben Christiane Becker und ihr Kollege Dr. Klaus
Jäger internationale Fachleute dazu eingeladen, gemeinsam einen
umfassenden Überblick über PV-Technologien und optische Innovationen zu
verfassen. Insgesamt haben sich 27 bekannte Expert*innen aus 22
Forschungseinrichtungen in neun Ländern an diesem Überblick beteiligt.

Der Beitrag beginnt mit einem Überblick über den aktuellen Stand der
Photovoltaik im Terawatt-Maßstab. Daraus leiten die Fachleute die Themen
ab, zu denen die Optik-Community beitragen kann, um eine großtechnische
Nutzung zu ermöglichen. „Wir haben auch einige optische Konzepte
identifiziert, die aktuell erst an der Schwelle der Wirtschaftlichkeit
stehen, aber sehr gute Aussichten haben, die PV-Technologie weiter
voranzutreiben“, sagt Christiane Becker. Dazu zählen optische Innovationen
im Bereich von Mehrfachsolarzellen, die höchste Wirkungsgrade aufweisen
und somit großes Potenzial haben, den Strompreis weiter zu senken.

Aber auch verbesserte Herstellungsverfahren unter der Berücksichtigung
ökologischer Aspekte und die Minimierung des Verbrauchs von kritischen
Rohstoffen werden erörtert. Ein weiteres Kapitel ist farbigen Solarmodulen
gewidmet. „Gerade in Städten müssen wir auch Fassaden und andere Flächen
zur Energiegewinnung nutzen, und da spielt es schon eine Rolle, wie das
aussieht. Solche innovativen Solarmodule ermöglichen eine anspruchsvolle
ästhetische Gestaltung“, sagt Becker.

Christiane Becker und Klaus Jäger sind überzeugt, dass dieser
Überblicksbeitrag auch als Entscheidungshilfe für die Forschungsförderung
nützlich sein kann.