Thin film implementation scenarios

Der vorliegende Werkstattbericht fasst die Ergebnisse aus dem Arbeitspaket „Implementierungsszenarien“ zusammen, das im Rahmen des europäischen Projektes „Fortschrittliche Dünnschichttechnologien für eine kostengünstige Photovoltaik“ im Teilprojekt VI „Nachhaltigkeit, Training und Mobilität“, durchgeführt wurde. Ziel des in den Jahren 2006 bis 2009 im Rahmen des 6. Forschungsrahmenprogramms der EU durchgeführten integrierten Projektes, war die Entwicklung und Markteinführung von Solarzellen der zweiten Generation – die sogenannten Dünnschichtzellen. Insgesamt wurden durch 24 internationale Partner von Universitäten, Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus 11 europäischen Ländern zwei aussichtsreiche Technologiepfade der Dünnschichtzellen weiterentwickelt und in die industrielle Fertigung überführt. Zum einen handelt es sich um die sogenannte CI(G)S-Technologie bei der statt Silizium eine auf ein Substrat (Glas, Metall oder Folie) aufgebrachte sehr dünne Halbleiterschicht aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und Selen bzw. Schwefel zur Absorption der Sonnenstrahlung genutzt wird. Zum anderen handelt es sich um sogenannte mikromorphe Dünnschichtzellen welche als Tandem- oder Stapelzellen unterschiedliche Absorptionsspektren kombinieren. Sie sind damit in der Lage, ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts zu nutzen und entsprechend höhere Wirkungsgrade zu erreichen. Zusammen mit der University of Northumbria at Newcastle und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (vormals Berliner Hahn Meitner Institut) hat das IZT das Subproject VI: „Sustainability, Training and Mobility“ übernommen. Aufgabe des IZT war es dabei vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitseffekte, Szenarien für eine breite Markteinführung der Dünnschichttechnologie zu entwickeln („Implementation Sceanrios“). In einem ersten Arbeitsschritt wurden dafür existierende wissenschaftliche Studien zu zukünftigen Markt- und Technologieentwicklung gesichtet und ausgewertet. Aus diesen bestehenden Roadmaps, Marktanalysen und sonstigen prognostischen Studien, wurden besonders relevante Publikationen identifiziert und detaillierter analysiert. Ein wesentliches Analyseergebnis war dabei die Identifizierung von Schlüsseltreiber für die zukünftige Entwicklung der Photovoltaik im allgemeinen und der Dünnschichttechnologie im besonderen. Diese identifizierten Treiber wurden hinsichtlich ihres Einflusses näher beschrieben und in mehreren Expertenworkshops bezüglich ihrer Wirkungsweise und ihrer Wechselwirkung modelliert. Anhand der Schlüsseltreiber wurde die zwei qualitativen Szenarien „Diversity Rules“ und „Size Matters“ entwickelt sowie eine quantitative Abschätzung über die zukünftigen Umweltauswirkungen und Rohstoffbedarfe vorgenommen. In einem Back-Casting-Ansatz wurden anschließend strategische Optionen abgeleitet.