Thema Photovoltaik (Solarstrom) vom 03.08.2001 @ 19:02:13 CEST
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»Wir müssen das Material besser ausnutzen!«
 Im vergangenen Jahr sind die Preise für Photovoltaikzellen erstmals wieder gestiegen. Den Kostenanstieg kann man nicht nur durch Massenfertigung auffangen, sondern es sind auch Innovationssprünge notwendig, meint Rudolf Hezel in einem Interview mit der Zeitschrift SONNE WIND & WÄRME...
SW&W: Herr Hezel, das größte technische Problem der Photovoltaik (PV) ist nach wie vor die Zellenproduktion. Sind Sie mit den Fortschritten zufrieden?
Hezel: In den vergangenen Jahren ist der Preis kontinuierlich gesunken. Das ist erfreulich, doch im vorigen Jahr ist er wieder gestiegen. Dazu kommt, dass in Kürze das Ausgangsmaterial nicht mehr in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Die Mikroelektronikindustrie nutzt das Silizium jetzt besser aus, so dass weniger für uns übrig bleibt. Gleichzeitig nimmt die Nachfrage der PV-Seite stark zu. Die Photovoltaikindustrie muss also nun selbst das Material herstellen, und das wird auf alle Fälle teurer werden. Den Kostenanstieg müssen wir auffangen, damit er nicht auf den Preis durchschlägt.
Dieses Ziel kann man nicht nur durch Massenfertigung erreichen, sondern es sind auch Innovationssprünge notwendig. Der Wirkungsgrad muss ansteigen, damit alle flächenproportionalen Kosten sinken. Wir müssen das teure Halbleitermaterial besser ausnutzen als bisher. Ein Wirkungsgrad von 12 bis 14% bedeutet, dass man aus dem teuren Silizium nicht genügend herausholt. Indem der Wirkungsgrad steigt, der Herstellungsaufwand aber nicht wesentlich zunimmt, sinken die Kosten pro Watt. Das ist ein ganz einfacher Zusammenhang.
SW&W: Wie stark können und müssen die Kosten jährlich sinken?
Hezel: Mindestens um 5% pro Jahr. Diese Kostensenkung ist aufgrund der bisherigen Lernkurve realistisch, und das wird ja auch im Erneuerbare-Energien-Gesetz durch die Höhe der Vergütung berücksichtigt.
SW&W: Es sieht so aus, als ob die Fertigung noch nicht rund läuft. Was ist der Grund?
Hezel: Es gibt noch nicht genügend Erfahrung mit der Automatisierung der Zellenproduktion. Die Maschinenbauindustrie hat sich noch nicht im erforderlichen Maß auf die Bedürfnisse der Solarzellenproduktion eingestellt. Deshalb ist die Fertigung auch noch nicht standardisiert. Jeder Hersteller hat eine andere Lösung gefunden und deshalb auch mit eigenen Problemen zu kämpfen. Dies hat sicherlich auch negative Auswirkungen auf die Fertigungsausbeute.
SW&W: Die Firma Bayer hat die Waferproduktion verkauft, Siemens Solar kooperiert mit Shell. Ziehen sich die alteingesessenen Firmen jetzt zurück?
Hezel: Der Eindruck könnte vielleicht entstehen. Aber Herr Oswald, der Geschäftsführer von Siemens Solar, hat mir kürzlich im Gespräch versichert, dass von einem Rückzug keine Rede sein kann. Er betont, dass Siemens Solar schon seit langem mit Shell kooperiert und diese Zusammenarbeit nun vertiefen will.
Aber der Rückzug der Firma Bayer ist abgeschlossen. Trotzdem bin ich optimistisch. Ich habe den Eindruck, dass die Deutsche Solar die Arbeit nahtlos fortsetzt. Die maßgeblichen Leute sind ja immer noch dort.
Erfreulich ist, dass sich Shell jetzt stärker in der Photovoltaik engagieren wird aufgrund der engeren Kooperation mit Siemens Solar. Meiner Meinung nach ist die Bekanntheit und die Verlässlichkeit von Weltfirmen für die Photovoltaik sehr wichtig. Das darf man nicht unterschätzen.
Für eine Zellenfertigung ist natürlich eine Forschungs- und Entwicklungsabteilung im eigenen Hause von Vorteil, um auf wertvolles Knowhow zurückgreifen zu können. Bei Siemens hat sich das bisher sehr bewährt, und es konnten wesentliche Fortschritte erzielt werden. Wenn eine Firma Solarzellen produziert, ohne eine eigene Entwicklungsabteilung zu haben, bietet sich für Forschungsinstitute die Chance, Entwicklungsaufträge zu erhalten.
Leider müssen bei der Zellenfertigung infolge des schwierigen Umgangs mit Halbleitern oft längere Durststrecken (aufgrund von Produktionsausfall etc.) überwunden werden. Das kann für kleinere Firmen ein existenzielles Problem darstellen.
SW&W: Sind Sie mit den Fortschritten in Ihrem eigenen Hause zufrieden?
Hezel: Mit unserem Projekt, die Siliziumzelle mit 20% Wirkungsgrad zu entwickeln, sind wir gut vorangekommen. Die Pilotfertigung kann gemeinsam mit zwei Firmen bald anlaufen, und wir sind optimistisch, dass die 20% Wirkungsgrad, die wir im Labormassstab erreicht haben, auch in der Pilotfertigung erzielt werden.
SW&W: Welchen Wirkungsgrad kann dann das Modul erreichen?
Hezel: Mindestens 18% wollen wir haben.
SW&W: Von Seiten der staatlichen Geldgeber wird immer wieder beklagt, dass der Technologietransfer in Deutschland zu spärlich fließt. In Deutschland lösen die Forschungsmittel angeblich viel weniger Industrie-Umsatz aus als in anderen Ländern. Ist die Forschungsförderung nicht erfolgreich genug?
Hezel: Dass die Institute relativ hohe Forschungsmittel erhalten und ein vergleichsweise geringer Technologietransfer zustande kommt, mussten wir uns immer wieder anhören. Man muss aber auch sehen, dass die deutsche Solarforschung einen sehr guten Ruf genießt. Im weltweiten Vergleich steht sie hervorragend da. Dadurch wird mittelfristig auch die Attraktivität Detuschlands als Industriestandort erhöht.
SW&W: Welche erfolgreichen Beispiele für Knowhow-Transfer können Sie nennen?
Hezel: Alle Solarforschungs-Institute kooperieren stark mit der Industrie. Ein bekanntes Beispiel aus jüngster Zeit ist das ZSW, das der Firma Würth, die inzwischen in Marbach CIS-Module fertigt, wertvolles Knowhow geliefert hat. Das Paradebeispiel ist das ISET, das schon seit vielen Jahren eng mit der Firma SMA zusammenarbeitet.
SW&W: Aber kann der Technologietransfer nicht noch besser werden? In Japan lösen Forschungsmittel angeblich das Dreifache des Industrie-Umsatzes aus wie in Deutschland.
Hezel: Die Institute müssen noch mehr Industrienähe suchen und ihre Ergebnisse noch besser vermarkten.
SW&W: Wenn die Beobachtung zutrifft, dass die Industrie zurzeit die eigene Forschung reduziert, um Technologie einzukaufen, müsste sie doch von sich aus die Unterstützung durch die Forschungsinstitute suchen.
Hezel: Auch das. Nur will die Industrie verständlicherweise die Ergebnisse möglichst billig haben, da im jetzigen Stadium die Ertragslage in der Photovoltaik alles andere als rosig ist. Aber wir können uns nicht beklagen. Die Industrie leistet ihren angemessenen Beitrag zu den Kosten unserer gemeinsamen Forschungsvorhaben. Es klappt schon ganz gut. Aber der Staat darf sich aus der Förderung nicht zurückziehen.
SW&W: Sind Sie mit der Forschungsförderung zufrieden?
Hezel: Die vom Bundesministerium für Wirtschaft (BMWi) finanzierten Forschungsvorhaben sind unbürokratischer zu handhaben als die der Europäischen Union.
Ich kann über die Förderung wirklich nicht klagen, hoffe aber, dass auch in Zukunft gute Ideen für die dringend notwendigen Innovationen in der Photovoltaik gefördert werden. Aber natürlich gibt es immer wieder Forderungen aus der Regierung, dass sich die Forschung nun endlich von selbst tragen soll. Die Industrie solle die Forschung selbst finanzieren, weil die Regierung der Photovoltaik ja nun den Markt geöffnet habe. So weit ist die Photovoltaik aber noch nicht.
SW&W: Wie steht die deutsche Forschung im Vergleich mit den USA und Japan da?
Hezel: Sehr gut. Und zwar sowohl in Bezug auf die Grundlagen als auch auf die Anwendung. Innovationen kommen zurzeit aber eher aus Japan als aus den USA.
Der deutsche Markt ist natürlich für alle Anbieter interessant. Aber hier kann man nur mit guten Produkten Erfolg haben. Das haben die Japaner erkannt, und deshalb müssen wir aufpassen, dass wir nicht das Nachsehen haben.
SW&W: Welche Ziele muss sich die Forschung setzen?
Hezel: Die Kosten senken und den Wirkungsgrad erhöhen. Beides muss Hand in Hand gehen, damit die Photovoltaik preisgünstiger wird und frühzeitiger auf eigenen Beinen stehen kann.
Die kristallinen Zellen müssen 20% Wirkungsgrad erreichen, denn mit 13% Wirkungsgrad kann man beispielsweise ein Einfamilienhaus nicht autark versorgen. Die 4 kWp, die man braucht, passen sonst in der Regel nicht auf das Dach, jedenfalls nicht verschattungsfrei. Die Dünnschichtmodule sind hingegen ideal für Fassaden, weil dort große Flächen zur Verfügung stehen. Kristalline Zellen und Dünnschichtzellen ergänzen sich ideal. Deshalb muss auch die Dünnschichttechnologie bald zum Zuge kommen!
Dieses Interview führte Dr. Detlef Koenemann, Chefredakteur der Zeitschrift SONNE WIND & WÄRME. Es wurde in Ausgabe 7/2001 veröffentlicht, die am 3. Juli 2001 erschien. www.bva-solar.de
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