Solarwerte Es geht auch ohne Silizium

Was tun, wenn ein Rohstoff knapp wird? Die Solarbranche, Deutschlands Börsenliebling, hält nach neuen Technologien Ausschau. Denn das knappe Silizium beschränkt das Wachstum der Industrie.

Die Lösung scheint gefunden: Dünnschicht-Technologien. „Dünn“ - das klingt nach wenig Rohstoff. Und tatsächlich: Bei sogenannten amorphen Dünnschichtzellen wird eine hauchdünne Siliziumschicht auf einem Träger, meist einer Glasscheibe, abgeschieden. Andere Dünnschicht-Technologien kommen sogar ganz ohne Silizium aus: Sie verwenden andere Halbleiter.

Solarzellen in der Fassade integriert

Dünnschicht ist längst keine Zukunftsmusik mehr, aber für ein großes Konzert reicht es noch nicht. Würth Solar oder Shell Solar etwa liefern schon heute Dünnschichtzellen für spezielle Anwendungen. Das Stichwort lautet Gebäudeintegration. Die Module werden nicht mehr aufs Dach geschraubt, sondern etwa in die Fassade integriert.

Doch mehr als die Hälfte der produzierten Solarmodule bestehen nach wie vor aus polykristallinem Silizium, etwa ein Drittel aus monokristallinem. Die Dünnschicht-Technologien machten 2003 erst rund sieben Prozent aus, derzeit sind es etwa zehn Prozent.

Alle steigen ein: Sunways und Q-Cells…

Die Branche arbeitet daran, daß sich das ändert. Sunways (Isin DE0007332207) etwa hat im Mai vergangenen Jahres einen Kooperationsvertrag mit dem Schweizer Unternehmen Unaxis geschlossen. Ziel ist, innerhalb von zwei Jahren eine Produktionsanlage für Dünnschicht-Zellen aufzubauen. Nicht zuletzt aus diesem Grund sehen die Analysten der Commerzbank Sunways als „Outperformer“.

Ende vergangenes Jahr wurde gemeldet, daß CSG Solar im zweiten Quartal 2006 die Produktion von Dünnschicht-Modulen aufnehmen will. Der Börsenliebling Q-Cells (DE0005558662) hält gut 22 Prozent an CSG.

… Solon und Ersol

Am 27. März schließlich teilte Solon (DE0007471195) mit, 19 Prozent der Anteile an Global Solar Energy Incorporated zu übernehmen. Dieses amerikanische Unternehmen will seine Dünnschicht-Produktion bis 2008 von zwei auf 40 Megawatt steigern.

Nur drei Tage später hat Ersol (DE0006627532) eine Absichtserklärung (Letter of Intent) mit Unaxis über Fertigungsanlagen für Dünnschichtmodule unterzeichnet. Bis 2008 plant die Gesellschaft den Aufbau einer Fertigungskapazität für Dünnschichtmodule von 40 Megawatt im Jahr, mittelfristig sollen es 100 Megawatt werden.

Forschungsprojekt soll Dünnschicht voranbringen

„Ich gehe davon aus, daß die Dünnschicht-Technologien in Zukunft stärker wachsen als der gesamte Photovoltaik-Markt“, sagt Martha Lux-Steiner im Gespräch mit FAZ.NET. Die Physik-Professorin leitet die Abteilung Heterogene Materialsysteme am Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin. Die Zellen aus Polysilizium werden aber nicht verdrängt werden, denn das starke Wachstum biete genügend Platz für alle Technologien.

Lux-Steiner koordiniert ein Forschungsprojekt, in dem die Europäische Union und elf europäische Institute und Unternehmen in den kommenden vier Jahren 21 Millionen Euro in die Forschung und Entwicklung von Dünnschicht-Solarzellen investieren. Das Projekt konzentriert sich auf zwei Technologien: CIS und Tandem-Zellen (siehe Kasten am Ende des Textes). „Diese Technologien haben unserer Meinung nach das größte Potential“, sagt Lux-Steiner.

Günstige Produktion - aber erst in ein paar Jahren

Noch haben die polykristallinen Zellen klare Vorteile: Sie existieren seit Jahren, werden großindustriell gefertigt und sind technologisch ausgereift. Im Vergleich dazu stecken die Dünnschicht-Technologien noch in den Kinderschuhen. Doch sie holt auf. „Schon heute sind die Produktionskosten vergleichbar“, sagt Lux-Steiner. „Dabei muß bedacht werden, daß die Kosten bei Massenproduktion deutlich sinken. Noch fehlt aber die Produktion im großen Maßstab.“ Bis die entsprechenden Apparate entwickelt sind, können noch Jahre vergehen.

Sobald die neuen Zellen aber großindustriell gefertigt werden, spricht wenig gegen sie: Geringerer Materialverbrauch und weniger Prozeßschritte sprechen für eine günstige Produktion. Zur Herstellung wird außerdem weniger Energie benötigt als bei der Konkurrenz. „Schon nach einem Jahr haben die Dünnschichtzellen die Energie geliefert, die zu ihrer Erzeugung nötig war“, sagt Lux-Steiner.

Vorteile an warmen Standorten

Technisch ist die Entwicklung schon relativ weit. Der unter Standardbedingungen gemessene Wirkungsgrad der Dünnschichtzellen ist zwar geringer, unter realen Bedingungen aber sei bereits heute zumindest mit CIS- oder Tandem-Zellen eine vergleichbare Effizienz möglich. An warmen Standorten hätten Dünnschichtzellen sogar Vorteile, weil die Effizienz herkömmlicher Module bei hohen Temperaturen stärker abnehme.

Alterungstests mit der CIS- und Tandem-Technologie hätten gezeigt, daß sich der Wirkungsgrad über die Jahre nicht erheblich verschlechtere. Im Gegensatz dazu büßten amorphe Dünnschichtzellen mit der Zeit deutlich an Effizienz ein.

Rohstoffversorgung wohl kein Problem

Und wie sieht es mit den Rohstoffen aus? Schließlich hat die Solarindustrie erfahren müssen, daß es kaum ein Problem ist, Module zu verkaufen, wohl aber, sich genügend Silizium zu sichern. Für die CIS-Technologie gibt die Wissenschaftlerin Entwarnung. „Der teuerste Rohstoff ist Indium“, sagt Lux-Steiner.

Indium ist in erster Linie ein Nebenprodukt der Zinkgewinnung und wird auch für LCD-Displays benötigt - starke Konkurrenz also für die Solarindustrie. In den kommenden Jahrzehnten sieht die Wissenschaftlerin allerdings noch keinen Engpaß. Und langfristig gebe es schon Überlegungen, die Zellen mit anderen Rohstoffen zu produzieren.

„Nicht nur auf Dünnschicht setzen“

Das klingt alles sehr vielversprechend - und nach interessanten Investments. Das sehen auch Fondsmanager so: „Ich gebe amorphen Dünnschichtzellen die größte Zukunft, vor allem weil der Herstellungsprozeß recht einfach ist“, sagt Arthur Hoffmann, Manager des „New Energy Fund“ (LU0121747215) der Schweizer Bank Sarasin, im Gespräch mit FAZ.NET.

Doch Hoffmann glaubt nicht blind an die neue Technologie: „Ich würde im Portfolio nicht nur auf Dünnschicht setzen, denn dafür sind die Argumente zu wenig stichhaltig“, sagt Entscheidend sei nicht die Technologie, sondern der Preis.

„Silizium wird wieder billiger“

„Derzeit ist Silizium sehr teuer, deshalb setzen viele auf Dünnschicht“, erklärt Hoffmann. „In zwei oder drei Jahren aber wird Silizium wieder billiger, die polykristallinen Zellen also wieder wettbewerbsfähiger.“ Außerdem seien auch bei Polysilizium-Zellen noch Fortschritte möglich. „Die Technik ist noch nicht ausgereizt.“

Hoffmann verweist auf einen Nachteil der neuen Technologie: Weil amorphe Dünnschichtzellen einen geringeren Wirkungsgrad haben, benötigen sie mehr Fläche für den gleichen Ertrag. „Das bringt aber auch höhere Systemkosten mit sich, etwa für die Befestigung der Module - auch solche Punkte müssen berücksichtigt werden.“

Sharp-Aktie im Portfolio

Führend in der Produktion von Dünnschichtzellen seien die japanischen Hersteller Sharp (JP3359600008) und Mitsubishi (JP3902400005). Außerdem sei Shell Solar vorne dabei. Eigentlich hat Shell seine Solarsparte Anfang des Jahres an Solarworld verkauft, die Dünnschicht-Entwicklung behielt der Ölkonzern aber.

Sharp hat Hoffmann inzwischen in das Portfolio seines Fonds genommen. „Die großen Unternehmen haben das Potential, die Entwicklung voranzutreiben“, erklärt er. Eine kleine Firma kann sich schnell verheben, große Konzerne haben einen längeren Atem.

Die Branche bleibt innovativ

Anlegern ist also zu raten, nicht blind jede Aktie zu kaufen, die das Label „Dünnschicht“ trägt. Welche der beschriebenen Technologien das beste Geschäft verspricht, ist noch nicht ausgemacht - es lohnt sich wohl, alle im Blick zu behalten.

Immerhin zeigt die Diskussion, daß sich die Solarbranche nicht auf ihren jüngsten Erfolgen ausruht. Sie arbeitet unter Hochdruck daran, die Kosten des Sonnenstroms zu senken. Etwas anderes bleibt ihr auch nicht übrig - schließlich will sie auch in Zukunft noch ihre Produkte verkaufen, wenn die gesetzlich festgeschriebene Einspeisevergütung sinkt.