Einsatz von Sekundärmaterial in der Herstellung von Chalkopyrit Photovoltaik
Die solare Stromproduktion ist eine wichtige Säule der erneuerbaren Energieerzeugung. Die Chalkopyrit-Solarzelle ist dabei ein wesentlicher Vertreter der zweiten Zellgeneration. Chalkopyrit ist eine diamantähnliche Kristallstruktur, die sich aus unterschiedlichen Elementen zusammensetzen kann. Gerade Chalkopyriten auf Basis von Indium und Gallium können schon bei einer Schichtdicke von nur 2 - 3 µm das einfallende Sonnenlicht vollständig absorbieren. Für Solarzellen und Module hat das gegenüber den herkömmlichen Silizium-Zellen den Vorteil, dass man nur etwa ein Hundertstel an Material benötigt. Chalkopyrit-Zellen werden folglich auch als Dünnschicht-Photovoltaik-Elemente bezeichnet.
Trotz einiger Fortschritte in der Ressourceneffizienz entwickeln sich die steigenden Kosten für die hochreinen Halbleiterrohstoffe zu einem Engpassfaktor auch für diese Zellen. Gerade für Indium und Gallium steht daneben fest, dass die derzeitig gewonnenen Mengen nicht ausreichen, um den absehbaren Bedarf zu decken.
Am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie wurde über Jahre daran gearbeitet, diese knappen Halbleiterrohstoffe zu ersetzen. Im Vorhaben sollen die technologischen, stofflichen und apparativen Bedingungen für den Einsatz von Sekundärmaterial zur Herstellung hochwertiger Chalkopyrit-Zellen validiert werden. Ergänzend findet eine ressourcen-ökonomische Bewertung statt.