Photovoltaik-Module sehen heute fast immer gleich aus: Bläulich schimmernde Siliziumplättchen werden hinter Glas verkapselt und auf Hausdächern oder in großen Solarparks installiert. Für die Integration von Solarzellen in Fassaden- und Dachelementen oder in Geräte- oder Fahrzeughüllen sind diese Solarzellen nicht immer geeignet. Hier sind flexible, an spezielle Anforderungen anpassbare Solarzellen in unkonventionellen Formen, Größen oder mit bestimmten elektrischen Zielwerten gefragt.

Die Firma Sunplugged – Solare Energiesysteme entwickelt in Kooperation mit Unternehmens- und Forschungspartnern aktuell eine flexible Photovoltaik-Folie bei der Größe, Form und elektrische Spannung frei eingestellt werden können. Mit der innovativen Technologie werden maßgeschneiderte Lösungen für Gebäudehüllen und Geräte realisierbar.

Im Rahmen des Projekts „simpliCIS2“ wird ein von Grund auf neues Dünnschichtsolarmodul hergestellt, dessen geometrischen und elektrischen Spezifikationen individuell während des Produktionsprozesses definiert werden können. Diese folienartigen Solarmodule sind frei gestaltbar in Hinsicht auf die Mechanik (Biegbarkeit, geringe Bauhöhen), das Design (Größe und Form) und die elektrische Spannung. Die im Projekt entwickelten Solarzellen basieren auf CIS Verbundhalbleitern. CIS oder CIGS steht als Abkürzung für eine Dünnschichtsolartechnologie, die in der Absorberschicht verschiedene Kombinationen der Elemente Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen verwendet. Die CIS/CIGS-Solarzellen haben ein großes Wirkungsgradpotenzial. Spitzenwerte im Labor liegen bei knapp über 20 % und damit in der Größenordnung von polykristallinen Siliziumsolarzellen. Die „simpliCIS“-Solarzelle enthält keine toxischen Stoffe, kann in einem endlosen Fertigungsverfahren hergestellt werden und erlaubt aufgrund des Schichtaufbaus eine neue, druckbare Zellverschaltung.

Durch seine Flexibilität und die geringen Produktionskosten ist das „simplCIS“-Solarmodul nicht nur für stromerzeugende Fassaden und Dächer interessant, sondern kann auch als Baustoff für energieeffiziente, solarbetriebene Endgeräte wie Mobiltelefone und Straßenlampen oder in Fahrzeugen zum Einsatz kommen.

TECHNOLOGIE
Herstellung der „simpliCIS“-Solarzelle
Die endlos lange, folienartige Solarzelle wird im Rolle-zu-Rolle Verfahren produziert und in der passenden Modullänge zugeschnitten. In einer eigens entwickelten Maschine werden die endgültige Form und die geforderte Modulverschaltung definiert. Diese völlig neue Technologie der Modulverschaltung wird durch eine Kombination aus Kurzpulslasern und Präzisionssiebdruck ermöglicht.