Innovation 09. Nov 2023 Von Stephan W. Eder Lesezeit: ca. 3 Minuten

Wie Start-ups Solarmodule vor dem Müll retten und Ressourcen schonen

Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt unterstützt die Start-ups PV2+ aus Freiburg und Better Sol aus Braunschweig. Beiden geht es um neuartige Ansätze für kluges Ressourcenmanagement in der Solarbranche.

Solarkollektoren auf dem Dach
Für eine nachhaltige Energiewende ist laut der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) ein kluges Ressourcenmanagement nötig. Passend dazu fördert die Stiftung zwei Start-ups.
Foto: Uschi Euler/piclease

Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) hat auch die Aufgabe Innovationen zu fördern. Über ihre „Green Start-up Förderung“ fließen über zwei Jahre bis zu 125 000 € an bis zu fünf Jahre alte Start-ups. Am heutigen 9. 11. 2023 gab die DBU bekannt, sie würde die PV2+ GmbH aus Freiburg fördern, ein Spin-off des dort angesiedelten Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE). Auch das Start-up Better Sol erhält Unterstützung. Die Braunschweiger haben ein automatisiertes Testverfahren für gebrauchte Solarmodule entwickelt, das am Ende auch noch eine Angabe über die zu erwartende Restlebensdauer und -leistung auswirft.

Effizientere Produktion von Solarzellen per Rotationssiebdruck

Silber ist eine knappe Ressource bei Solarmodulen, Ersatz durch Kupfer möglich

PV2+ setzt bei der Ressourcenschonung an. „Silber ist die einzige kritische Ressource für die Herstellung von PV-Modulen“, sagt Katharina Braig, gemeinsam mit drei Forschern Gründerin des Start-ups. Rund 17 % des weltweit abgebauten Silbers würden aktuell für Solarzellen benötigt. Beim global zu erwartenden Wachstum für die Photovoltaik (PV) würde bis 2030 das gesamte Silber aus dem Bergbau allein für die PV-Modulherstellung nachgefragt werden. Alternativen sind also dringend nötig. PV2+ will konkret Silber durch Kupfer ersetzen. Es sei 100-mal günstiger und 1000-fach verfügbarer, so Braig.

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So einfach ist es nicht, Silber durch Kupfer zu ersetzen: Um den Produktionsdurchsatz zu erhöhen und die Produktionskosten zu senken, hat sich inzwischen ein Siebdruckverfahren zur Aufbringung von Silberkontakten etabliert. Das aber funktioniert mit Kupfer nicht, weil das Metall in Kontakt mit Sauerstoff viel schneller oxidiert als das Edelmetall Silber. Die Oxidation knabbert an der Leitfähigkeit und beeinträchtigt damit direkt die Funktion der Solarzelle.

PV2+ hat daher eine neues Verfahren gesucht und nutzt Galvanik: Die Solarzelle wird in ein Kupfer-Elektrolyt-Bad getaucht und das Kupfer mithilfe von elektrochemischen Prozessen aufgetragen. So würden dann im Endeffekt PV-Module preisgünstiger und nachhaltiger, vor allem weil Kupfer aus dem Metallrecycling in Deutschland ausreichend zur Verfügung stünde, heißt es in einer Mitteilung der DBU. Und da die Kupferleitungen auf den Zellen auch noch schmaler sind als die aus Silber, verschatten sie die Zelle weniger und erhöhen so die Ausbeute – es gibt also mehr Strom, die Moduleffizienz steigt.

Automatisiertes Testverfahren garantiert zweites Leben von Solarmodulen

Am Ende des Lebens eines PV-Moduls könnte ein Recycling stehen oder – besser noch – ein zweites Leben. Nach 20 Jahren, die Solarmodule zum Beispiel auf dem Dach eines Eigenheims, gefördert durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), Ökostrom erzeugen, gehören sie noch lange nicht zum sprichwörtlichen alten Eisen. Die Anlage funktioniert in der Regel noch gut, auch wenn die Ausbeute nicht mehr so hoch liegt wie zu Beginn, aber oft genug noch bei 80 %.

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Diese Module einfach abzubauen und zu entsorgen, sei, so Luisa Schulze, Geschäftsführerin des Start-ups Better Sol aus Braunschweig, „eine enorme Verschwendung“. Nur: Wer ein solches älteres Modul vielleicht zweitverwerten und noch verwenden möchte, würde zumindest gerne wissen, wie lange das alte Schätzchen denn noch hält und was es noch leisten kann. Schulze hat mit Mitgründer Mirko Laube einen automatisierten Testprozess entwickelt. Der prüft das Altmodul auf elektrische Sicherheit oder Risse in der Zellfläche. Ein eigens entwickelter Algorithmus wertet die noch zu erwartende Rest-Lebensdauer und Leistung aus.

„Alle Module mit mindestens 80 % Leistung verkaufen wir über unseren Onlineshop“, so Schulze. Dabei sollen die Secondhandmodule maximal die Hälfte im Vergleich zum Neukauf kosten. Mit der DBU-Förderung will Better Sol ein komplettes Angebot vom Aufbau und der Installation gebrauchter PV-Module bis zur Beratung aufbauen. In Zeiten, in denen es lange Wartezeiten für neue Solarmodule gibt und auch kleinere Modulgrößen für komplexere Dachgeometrien schon gar nicht mehr neu im Angebot der Hersteller zu haben sind, vielleicht eine Lücke im Markt.

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