13. Dezember 2022

Stark steigende Wirkungsgrade von Photovoltaik werden in den nächsten 10 Jahren prognostiziert

Die PV-Industrie erforscht ständig innovative Herstellungsverfahren, neue Materialien, Solarzellen und Moduldesigns, um die Photovoltaik-Leistung zu maximieren und die Kosten zu senken. Die aktuelle Ausgabe der International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) zeigt auf, dass die typischen Wirkungsgrade der Photovoltaik-Module im Zeitraum 2011 bis 2021 im Mittel um etwa 0,56% jährlich gestiegen sind. Bei weiterer linearer Entwicklung scheint ein Wirkungsgrad von bis zu 30% in 15 Jahren ein durchaus typischer Wert zu werden. Mit steigender Moduleffizienz reduziert sich auch der Flächenbedarf bei gleicher Energieproduktion. Die Zellen sind noch immer der teuerste Teil des Moduls. Verbesserungen der Modulleistung und Reduktion der Materialkosten sind daher zwingend erforderlich, um die Modulkosten zu verringern.

In der folgenden Grafik werden die erwarteten Trends des durchschnittlichen Modulwirkungsgrades für Module aus der Massenproduktion mit unterschiedlichen Zelltechnologien bis 2032 gezeigt.

Aktuelle PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) – Mono-Si (Silizium) – Module vom p-Typ werden voraussichtlich im Jahr 2022 einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 21% und bis zu 22,5% innerhalb der nächsten 10 Jahre aufweisen. PERC-Module erhöhen die Effizienz von Photovoltaikmodulen, indem sie einen Teil des Lichts, das bis zur Rückseite der Zelle gelangt ohne Strom erzeugt zu haben, wieder in die Zelle reflektieren. Dies geschieht durch eine spezielle an der Rückseite des Moduls aufgetragene Schicht, die auch Rückseitenpassivierung genannt wird. Module mit n-Typ-Zellen mit Tunneloxid-Passivierungstechnologien werden voraussichtlich 2022 mit 21,8% und in 10 Jahren mit bis zu 24% vor p-Typ-PERC liegen. SHJ (Silicon heterojunction) – Module erreichen 22% im Jahr 2022 und sollen 2032 einen Ertrag von 24% bringen. Si-basierte Tandemmodule werden mit Wirkungsgraden von 26% im Jahr 2026 bzw. knapp 28% im Jahr 2032 erwartet. (Quelle: International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – vdma.org – VDMA)

Weitere Trends

Derzeit sind die meisten Module monofaziale Module – im Jahr 2022 etwa 70 %. Dennoch wird der Anteil bifazialer Module in den nächsten Jahren auf etwa 60% anwachsen. Ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung der Leistungsfähigkeit bifazialer Module ist der Bifazialitätsfaktor. Er beschreibt das Verhältnis zwischen rückseitigem und vorderseitigem Wirkungsgrad. SHJ-Zellen haben den höchsten Bifazialitätsfaktor, der sich voraussichtlich weiterhin verbessern wird. Ein weiterer Trend in der Modultechnik ist die Entwicklung für spezielle Märkte mit besonderen Umgebungsbedingungen. Module für besondere Umweltbedingungen wie Tropenklima, Wüstenumgebung oder Floating werden gemeinsam berücksichtigt und mit einem Zuwachs bis zu 20% in den nächsten 10 Jahren erwartet.

Die aktuelle International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) Ausgabe diskutiert mögliche Trends des Photovoltaik Marktes und gilt als Leitfaden für die gesamte kristalline Silizium-basierte (c-Si) Photovoltaik Lieferkette. Es wird die gesamte PV-Wertschöpfungskette von der Kristallisation, dem Wafering und der Zellverarbeitung sowie Modulherstellung bis hin zu System betrachtet.  Mit rund 3.500 Mitgliedern ist der VDMA die größte Netzwerkorganisation und wichtiges Sprachrohr des Maschinenbaus in Deutschland und Europa; Die International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) wird von der PV-Industrie für die PV-Industrie entwickelt. Weitere Informationen dazu und der Link zum Download der aktuellen International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – Ausgabe 2022 (Ergebnisse aus 2021) finden sie hier: International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – vdma.org – VDMA

Weitere Informationen finden Sie auch unter: Photovoltaics in the European Union (europa.eu)







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