10.02.2022

Advanced Materials für innovative Solarzelltechnologien – wie nachhaltig sind sie wirklich?

Neuartige Materialien (sogenannte Advanced Materials) sollen die Nachhaltigkeit von Solarzellen erhöhen. Wie funktioniert die Nachhaltigkeitsbewertung von Solarzellen und welche Bedeutung hat sie für eine Kreislaufwirtschaft?

Das SwissTech Convention Center Lausanne hat eine semitransparente „Grätzel-Fassade“ aus Solarpanelen. (Foto: Ramoul/Wiki Commons)

Die Energieproduktion gehört zu jenen menschlichen Aktivitäten, die große Umweltbelastungen verursachen. Eine der vielversprechendsten Alternativen zur Energiegewinnung aus fossilen Energieträgern ist der Einsatz erneuerbarer Energien wie z.B. der Sonnenenergie. Dennoch sind die bislang eingesetzten Materialien in der Solarzelltechnologie oft problematisch und müssen zukünftig optimiert werden, um zu einer nachhaltigen Technologieentwicklung führen zu können.

Lebenszyklusanalysen (LCAs) können jene Materialien in einer Solarzelle identifizieren, die in Relation zu anderen eingesetzten Materialien am meisten zu Umweltbelastungen durch das Gesamtprodukt beitragen. Dies bietet die Möglichkeit, die Solarzelle im Sinne der Nachhaltigkeit zu optimieren. Sogenannte „Emerging Photovoltaics (EPVs)“ haben jedoch noch keine Marktreife sondern werden derzeit noch erforscht.

Eine vielversprechende Entwicklung macht erste Schritte

Es ist sehr aufwendig Informationen zu Umweltauswirkungen von der Rohstoffgewinnung und Produktion, über die Nutzung bis hin zur Entsorgung bzw. Recyclings zu erhalten. Deshalb wird der Analysebereich oft eingegrenzt, wodurch die bislang durchgeführten LCAs kaum vergleichbar werden. Die Vergleichbarkeit und genauere Analyse wird auch dadurch erschwert, dass eine Vielzahl von zu untersuchenden Umweltkategorien und Methoden gewählt werden können.

Bei Weiterentwicklungen von EPVs sollte ein Weg eingeschlagen werden, der einen Kompromiss zwischen dem im Sinne der Nachhaltigkeit am besten geeigneten Material, der höchsten zu erreichenden Effizienz und Lebensdauer sowie der Wirtschaftlichkeit darstellt. Da die EPV-Technologien noch am Anfang ihrer Entwicklung stehen braucht es gezielte Forschungsförderung bzw. Regulierung um Ergebnisse erzielen zu können.

 

 

Zum Weiterlesen

"Advanced Materials für innovative Solarzelltechnologien – Teil II: Nachhaltigkeitsbewertung und Bedeutung in der Kreislaufwirtschaft" NanoTrust-Dossier Nr.57
Greßler, S.; Part, F.; Pavlicek, A.; Fuchs, D.; Scharber, M.C.; Serdar, N.; Rodin, V.; Moser, S.; Lindorfer, J.; Ehmoser, E.-K.

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