Solarunternehmen schließen sich zum „Solarvalley Mitteldeutschland“ zusammen - Wissenschaftler wollen die Produktionskosten in den nächsten fünf Jahren um bis zu 50 Prozent senken. Die Herausforderung: Die Wafer müssen dünner werden.
Wafer von Q-Cells. Quelle: dpa
DÜSSELDORF. Das Ziel ist ehrgeizig: Bis 2015 soll Solarstrom so viel kosten wie konventionell hergestellte Energie. Mit dieser Vorgabe sind nun eine Reihe an Wissenschaftlern und Unternehmen aus Mitteldeutschland angetreten. 25 Solarfirmen und 12 Forschungseinrichtungen aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen haben sich zum Cluster „Solarvalley Mitteldeutschland“ zusammengeschlossen. „Allein für die nächsten fünf Jahre sehen wir Einsparmöglichkeiten in Höhe von 40 bis 50 Prozent“, sagt Jörg Bagdahn, Geschäftsführer des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik (CSP) in Halle an der Saale.
Mit dem Zusammenschluss zum „Solarvalley“ wollen die Unternehmen ihre derzeitige Marktposition verteidigen. Schon 2006 kamen 16 Prozent aller weltweit produzierten Solarzellen aus Mitteldeutschland. Die Branche, deren Umsatz jährlich um bis zu 50 Prozent wächst, hat in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen mehrere Tausend Menschen in Lohn und Brot gebracht.
So stieg Q-Cells aus Thalheim im vergangenen Jahr mit einem Produktionsvolumen von 389 Megawatt zum größten Hersteller der Welt auf. Das Unternehmen fertigt mit seinen Töchtern Solarzellen in nahezu allen am Markt verfügbaren Technologien und baut weiter neue Forschungskapazitäten auf.
Unternehmenssprecher Stefan Dietrich sieht gerade in der Produktion noch zahlreiche Einsparmöglichkeiten. Ganz oben auf der Liste steht dabei ein geringerer Rohstoffverbrauch. Weil 90 Prozent aller Solarzellen weltweit aus Silizium bestehen, hat der Nachfrageboom nach Solaranlagen auch die Preise für den Rohstoff in die Höhe getrieben. Silizium ist knapp geworden – und entsprechend teuer. Deshalb versucht die Branche mit allen Mitteln, den Materialbedarf zu reduzieren.
Die Anstrengungen tragen erste Früchte. Die dünnen Wafer – die Scheiben, auf denen die Hersteller die elektronischen Elemente anbringen – sind heute bereits erheblich dünner als noch vor einigen Jahren. Waren sie früher noch bis zu 330 Mikrometer dick, haben sie heute nur noch eine Stärke von 160 bis 180 Mikrometern. Hubert Aulich, Geschäftsführer des Waferspezialisten PV Crystalox Solar in Erfurt, hat aber ganz andere Größenordnungen im Visier. Im Labor gebe es schon 60 Mikrometer dünne Wafer, sagt Aulich.
Lesen Sie weiter auf Seite 2: Wo es Sparpotenzial bei der Herstellung gibt.
Das Problem dabei: Silizium ist sehr spröde. Derzeit ist es nicht möglich, derart dünne Scheiben zu verarbeiten, wie sie im Labor existieren – die Bruchgefahr wäre zu hoch. Bei Q-Cells liege die Bruchquote „im unteren einstelligen Bereich“, sagt Sprecher Dietrich. „Unser Ziel ist, möglichst nahe an Null zu kommen.“
Sparpotenzial gibt es auch bei der Herstellung. Bei den derzeitigen Verfahren trennen die Produzenten die Wafer mit Hilfe eines Drahtes aus großen Blöcken ab. Dabei entstehen Fugen und ein Brei aus Schleifmittel und Sägespänen – mit entsprechendem Rohstoffverlust. Schon vor der eigentlichen Produktion wandert so insgesamt gut ein Drittel des teuren Siliziums in den Abfall.
Während die Forschungsabteilungen daran arbeiten, den Ausschuss und die Waferstärke zu verringern, erhöhen die Hersteller auch die Siliziumproduktion. Weil die Anforderungen der Solarindustrie an die Reinheit des Materials niedriger sind als die der Chipindustrie, bauen die Unternehmen zunehmend neue Fabriken auf, die nur für die Solarbranche produzieren. Anfangs hatte die Branche ausschließlich Elektroniksilizium verarbeitet – und ist damit in Konkurrenz zur Halbleiterindustrie getreten. Doch davon gibt es mittlerweile zu wenig, und der Rohstoff ist zudem zu teuer geworden.
Mit den neuen Anlagen steigt die verfügbare Menge an Solarsilizium. Beispielsweise errichtet derzeit PV Crystalox Solar in Bitterfeld eine Produktionsstätte, die jährlich 1 800 Tonnen liefern soll. So könnte der Rohstoffmangel bald behoben sein.Das dürfte den Herstellern des Siliziums nicht gefallen. Ihre Investition lohne sich dennoch, sagt Unternehmer Aulich: „Silizium wird das Arbeitspferd unserer Industrie bleiben.“
