Das International Solar Energy Research Center Konstanz entwickelt Solarzellen weiter und setzt mit seiner Forschung weltweit Maßstäbe. Durch knapp neun Millionen Euro an Zuschüssen vom Land kann es nun Geld in neue Produktionsanlagen investieren.
Solar boomt. Aktuell übertrifft der Zubau von Photovoltaikanlagen in Deutschland den der ersten Boom-Jahre von 2010 bis 2012 um mehr als das Doppelte. Gut
16,2 Gigawatt Solarleistung wurden laut Bundesnetzagentur 2024 in Deutschland installiert, so viel wie noch nie. Zwei Drittel des Zubaus erfolgte dabei auf Hausdächern oder an Gebäuden und Fassaden, der Rest auf größeren Flächen. Ende 2024 summiert sich die installierte Solar-Gesamtleistung in Deutschland damit auf 99,3 Gigawatt – mehr als die gesetzlich festgelegten 88 GW.
Einen Anteil an dieser positiven Entwicklung hat das International Solar Energy Research Center Konstanz (ISC Konstanz). Der gemeinnützige Verein trägt seit seiner Gründung 2005 dazu bei, die Effizienz der Photovoltaik zu steigern und damit zugleich ihre Kosten zu reduzieren. Mit seinen Forschungsergebnissen unterstützt das ISC weltweit Hersteller von Silizium-Solarzellen, Solarmodulen und Energiesystemen. Ziel ist der Transfer der Forschungsergebnisse auf Dienstleistungen und Produkte. Sehr viele PV-Produktionsstätten nutzen heute über die Verbreitung der wissenschaftlichen Forschungsergebnisse beispielsweise auf Konferenzen das Know-how aus Konstanz.
Vertrauen bestätigt
Das ISC finanziert sich über öffentliche Forschungsaufträge vor allem der EU und des Bundeswirtschaftsministeriums sowie über Industrieaufträge, Lizenzvergabe und Technologietransfer. Mit 66 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von sieben Millionen Euro ist das ISC ein Schnellboot im Vergleich zu den schweren Forschungstankern, etwa dem Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. „Wir sind kleiner und flexibler, aber man muss uns unsere Leistung auch zutrauen“, skizziert Kristian Peter, promovierter Diplom-Physiker und ISC-Vorstandsvorsitzender, die Vor- und Nachteile. Umso größer war die Freude in Konstanz, als das Umweltministerium Baden-Württemberg mit der Förderzusage in Höhe von 8,7 Millionen Euro eben jenes Vertrauen in harter Währung bestätigte.
Investiert wird das Geld Schritt für Schritt in die Maschinen des Hauses. Im Mittelpunkt: eine Pilotlinie für die Herstellung von Silizium-Solarzellen. Die bestehenden Anlagen sind inzwischen 20 Jahre alt und vergleichsweise fehleranfällig. Ersatzteile zu beschaffen sei zum Teil schwierig geworden. „Zudem erlauben die neuen Maschinen die Herstellung größerer Modulformate“, nennt Peter die wichtigsten Vorteile. Die Maschinen produzieren Stückzahlen in Größenordnungen, die der überwiegend internationalen Kundschaft einen Eindruck davon vermittelt, wie zuverlässig die verbesserte Stromausbeute neu entwickelter Zellen ist. Und „dafür muss man 100 bis 1.000 Solarzellen herstellen“, sagt Peter.
Um exemplarisch zu demonstrieren, woran das ISC forscht, nimmt Peter zwei Solarzellen in die Hand. „Ich war immer schon ein Bastler und habe mein Hobby zum Beruf gemacht“, erklärt der Physiker, der seit zehn Jahren die Abteilung R&D Energy Systems leitet, davor war er einige Jahre Leiter der Solarzellenentwicklung. Deren Wirkungsgrad, also die Stromausbeute, zu erhöhen, ist Sinn und Zweck der am ISC entwickelten Zebrazelle. Die sogenannte Rückkontakt-Technologie verbessert die Ausbeute, weil die stromabführenden Elektroden komplett auf der Rückseite der Zelle platziert sind und nicht – wie bei der klassischen Variante – jeweils zur Hälfte auf der Vorder- und der Rückseite. So fängt das Silizium mehr Sonnenlicht ein. „Ein Zehntel Prozent mehr Solarstrom pro Wafer können für Hersteller mehrere Millionen Euro Gewinn bedeuten“, sagt Peter.
Weitere Forschungsthemen sind unter anderem der Austausch von Silber durch Kupfer als Leitmedium und, im Bereich der Modulsysteme, senkrecht aufgestellte Anlagen. Sie sammeln das Licht im Tagesverlauf morgens und abends, sowie – auf den kompletten Jahresverlauf betrachtet – im Winter besser ein als die zur Sonne geneigten PV-Anlagen. Anlagen auf landwirtschaftlichen Flächen (Agri-PV), Fahrzeugintegration, Smart Grids, Wasserstoff – das ISC forscht noch an vielen weiteren Anwendungsoptionen.
Produktion zurückholen
Doch bei allem Erfolg gibt es doch einen Wermutstropfen: Nur wenige Solarzellen und Systeme werden in Deutschland hergestellt. Rund 90 Prozent der in Deutschland installierten Photovoltaik-Module stammen aus China. „Im Vergleich zu Asien würden wir in Deutschland mindestens zehn Prozent teurer produzieren“, erklärt Peter den Hintergrund. „Um die Technologieführerschaft hier zu halten und wieder unabhängig zu werden, sollte es unser Ziel sein, zumindest einen Teil der Produktion wieder nach Deutschland zurückzuholen.“ Benedikt Brüne