CORE-H: das "Herz" von 3SUN

Es ist alles eine Frage des "Herzens". Oder des "Core". Wenn für 3SUN die Forschung im Mittelpunkt der Innovation steht, in einem ständigen Streben nach neuen Zielen, die es zu erreichen gilt, so gilt dies auch für die Technologie, die es entwickelt. CORE-H ist das Flaggschiff des Unternehmens aus Catania, der Kern, um den sich die Produktion hocheffizienter Solarzellen dreht, das Herzstück eines jeden Photovoltaikmoduls. Und gleichzeitig der Schlüssel für die Zukunft der nachhaltigen Solarenergieerzeugung und die Rolle von 3SUN als führendes Unternehmen der Photovoltaikindustrie in Europa.

Auf der Suche nach Effizienz

Doch was ist das Geheimnis von CORE-H? Cosimo Gerardi, Chief Technology Officer von 3SUN , erklärt es von Grund auf: "Ein Photovoltaik-Paneel besteht aus einer Reihe von Solarzellen. Eine Solarzelle ist ein Element, das Licht in Elektrizität umwandelt, eine Art Batterie, die nur dann Energie erzeugt, wenn Licht vorhanden ist. Wenn das Licht ausgeht, funktioniert sie nicht mehr." Kurz gesagt, CORE-H maximiert die Energieproduktion des Photovoltaikmoduls. "Die von 3SUN entwickelte innovative Technologie basiert auf der Kombination zweier Materialien: kristallines Silizium, in dem die Atome perfekt in einem Gitter mit kubisch-flächenzentrierter Struktur angeordnet sind, und eine amorphe Siliziumschicht, die "ungeordnet" ist. Diese Kombination bietet eine höhere Energieeffizienz als herkömmliche Silizium-Solarzellen und andere Technologien, die heute für die konventionelle terrestrische Photovoltaik verwendet werden." Heterojunction-Zellen (HJT) mit CORE-H-Technologie haben auch eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen, wodurch sie auch unter kritischen Umweltbedingungen eine sehr hohe Leistung beibehalten und eine stabile Energieerzeugung garantieren. Und auch eine größere Effizienz. "Der Wirkungsgrad einer Solarzelle hängt davon ab, wie viel Licht vom aktiven Material der Zelle in Strom umgewandelt werden kann. Silizium ist ein Material mit einem theoretischen Wirkungsgrad von etwa 28 %. Mit unserer Technologie kommen wir diesem Wert recht nahe. Derzeit liegen wir bei etwa 25 % und schätzen, dass wir mindestens 27 % erreichen können, also deutlich mehr als konkurrierende Technologien, weil wir die Eigenschaften des Siliziums besser erhalten können."

Die Kraft der "Doppelseite"

"Die 3SUN-Zelle ist so strukturiert, dass sie im Durchschnitt mehr Energie produzieren kann. Neben dem unmittelbaren Umwandlungswirkungsgrad und der höheren Energieausbeute im Vergleich zu anderen Solarzellen, wird aufgrund der höheren thermischen Stabilität und der bifazialen Struktur der Zelle im Durchschnitt mehr Energie erzeugt", erklärt Gerardi. Ein sehr hoher bifazialer Koeffizient bedeutet auch, dass das vom Boden gestreute und reflektierte Licht optimal genutzt wird. "Wenn der Boden ein hohes Reflexionsvermögen hat, z.B. eine hellere Farbe, produziert er sogar noch mehr, so dass eine solche Solarzelle eine Energieausbeute hat, die derzeit von niemandem sonst erreicht wird." Derzeit liegt der bifaziale Koeffizient herkömmlicher Photovoltaikmodule in der Regel bei etwa 70 %, im besten Fall bei 80 %. "Mit unserer Technologie sind wir in der Lage, 95 % zu erreichen, das heißt, wenn man den Wirkungsgrad auf der Rückseite der Solarzelle misst, erhält man 95 % dessen, was man auf der Vorderseite erhält. Das bedeutet, dass man in einem Gelände, in dem man die Reflexion oder die Streuung des Lichts aufgrund eines hellen Geländes oder eines gewissen Reflexionsgrades ausnutzen kann, sehr viel gewinnt. Die heutigen Solarfelder nutzen diesen Bifazialeffekt aus, und in unserem Fall ermöglicht uns die höhere Bifazialität eine bessere Energieerzeugung", fügt Gerardi hinzu

Die große Expansion

Mit CORE-H bestätigt 3SUN seine Position als einer der führenden Akteure im Bereich der Photovoltaik in Europa und will dem Westen die Vorherrschaft in der Solarenergie zurückgeben, nicht nur in der Produktion von Solarzellen und Photovoltaikmodulen, sondern auch in der Silizium- und Glasproduktion, die heute von China und Asien dominiert wird, indem es vor allem sein technologisches Know-how und seine Erfahrung im Bereich der Halbleiterphysik nutzt und in Innovationen umsetzt. Und nachdem wir 2011 mit einer Partnerschaft zwischen Enel Green Power, Sharp und STMicroelectronics mit der Dünnschichttechnologie begonnen haben, denken wir heute über eine Erweiterung nach. "Wir sind entschlossen, die Produktion von 200 MW auf 3 GW pro Jahr zu steigern", sagt Gerardi. "Wir stellen bessere Produkte her, größere und differenziertere Module, sowohl für die dezentrale Stromerzeugung, also auf den Dächern von Industriehallen und Gebäuden, wo wir auch auf Module mit kleinerer Fläche, aber hohem Wirkungsgrad setzen, als auch für den Versorgungsbereich, also für große Solarfelder, wo durch die Bifazialität viel mehr Energie erzeugt werden kann als bei der Konkurrenz. Dieser Vorteil geht einher mit einer thermischen Stabilität, die den Leistungsverlust des Siliziums bei hohen Temperaturen minimiert, und einer geringen Degradation der Module, die eine Lebensdauer von bis zu 30 Jahren erreichen können. Und für die nahe Zukunft setzt 3SUN auf Tandem, eine Technologie, die Silizium mit einem anderen sehr innovativen Material kombiniert. "Silizium nutzt nur den roten Teil des Sonnenspektrums. Wenn wir eine zusätzliche Perowskit-Zelle auf die Siliziumzelle aufbringen, können wir auch den blauen Teil nutzen und so einen größeren Teil des Sonnenspektrums in Energie umwandeln. Mit Wirkungsgraden von über 28 % und sogar über 30 % ist das heute die Grenze der Photovoltaik, und wir entwickeln sie weiter, um sie aus dem Labor in die industrielle Produktion zu bringen."