Jährliche Wachstumsrate von 37 %! Die CdTe-Modulkapazität steigt rasant auf 100 GW.

Quelle: Beijing Renhe Thai Fund Management Co., Ltd.

In einer zukunftsweisenden Studie, die in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht wurde, skizzierte ein Team von US-Forschern die technischen und lieferkettenbezogenen Anstrengungen, die erforderlich sind, um bis 2030 eine globale jährliche Produktionskapazität von 100 Gigawatt (GW) für Cadmiumtellurid (CdTe)-Photovoltaik zu erreichen. Forscher des DOE CdTe Accelerator Consortiums – ein Konsortium aus Vertretern der Hochschulen, der Industrie und Forschungseinrichtungen – veröffentlichten diese Perspektive in Joule und untersuchten die Aussichten für den Ausbau der globalen CdTe-PV-Produktionskapazität auf 100 GW pro Jahr bis 2030.

„Obwohl CdTe-Photovoltaik bereits gute Ergebnisse auf dem Markt erzielt, zeigt unsere Studie, dass noch erhebliches Wachstumspotenzial besteht. Unsere Arbeit weist den Weg zu zukünftigen Leistungsverbesserungen und einer Markterweiterung“, sagte Michael Heben, einer der Hauptautoren der Studie.

Die Analyse mit dem Titel „100-GWdc-Roadmap: Wissenschaftliche und lieferkettentechnische Herausforderungen für Cadmiumtellurid-Photovoltaik“ bewertet Entwicklungen in der Lieferkette und der Technologie. Sie berücksichtigt zudem politische Auswirkungen und die jüngsten Wachstumsraten der CdTe-Produktionskapazitäten, um einen Ausblick zu geben.

Die Studie stellt fest, dass der Einsatz von CdTe-Modulen in den USA und insbesondere im US-amerikanischen Kraftwerksmarkt aufgrund einer Kombination aus politischen und technologischen Faktoren ein überproportionales Wachstum verzeichnet hat. Weiterhin wird ausgeführt, dass sich dank Fortschritten in Forschung, Entwicklung und Fertigung die Kosten und die Leistung von CdTe-Modulen kontinuierlich verbessert haben. Die weltweite Produktionskapazität für CdTe-Photovoltaik wächst seit 2017 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 37 %. Die Prognosen der Forscher lassen vermuten, dass „eine jährliche Produktionskapazität von 100 GWdc bis 2030 erreicht werden kann“.

Die Studie bestätigt ferner, dass Es wird nicht erwartet, dass die Verfügbarkeit von Tellur, einem Nebenprodukt des Bergbaus, ein begrenzender Faktor für die Ausweitung der CdTe-Produktion sein wird. Die Forscher stellten fest, dass First Solar, ein US-amerikanischer Modulhersteller, bereits Kapazitätserweiterungspläne für 2026 angekündigt hat, die 25 % höher liegen als die zuvor prognostizierten Kapazitätsgrenzen.

„In der Vergangenheit war der Anreiz zur Tellurgewinnung begrenzt. Es herrscht der weitverbreitete Irrglaube, dass die derzeit geringe Tellurproduktion eine grundsätzliche Einschränkung darstellt. Mit steigender Tellurproduktion lässt sich jedoch auch die CdTe-Produktion durch Geräteverbesserungen deutlich steigern, was der Entwicklung von CdTe mehr Spielraum verschafft“, so der korrespondierende Autor Matthew Reese.

Hinsichtlich der Wettbewerbsfähigkeit von CdTe gegenüber herkömmlichen Produkten auf Siliziumbasis im Bereich der Großkraftwerke hebt die Studie die Bankfähigkeit, Zuverlässigkeit, Vorhersagbarkeit und überlegene Leistungsfähigkeit in heißen und feuchten Klimazonen hervor und betont gleichzeitig das erhebliche Potenzial für die Geräteentwicklung.

Heben fügte mit Blick auf die Forschung zur Verbesserung der Modul-Leistungsumwandlungseffizienz, zur Reduzierung des Tellurverbrauchs und zur Optimierung der bifazialen Eigenschaften hinzu: „Die von uns hervorgehobenen Bereiche werden die Wettbewerbsfähigkeit von CdTe weiter stärken, sobald zukünftig Effizienzgewinne erzielt werden.“ Die Forschung betont außerdem, dass der CdTe-Herstellungsprozess „auf einer inländischen Lieferkette basiert“ und dadurch „weniger anfällig für Importbeschränkungen ist und gleichzeitig zur nationalen Energiesicherheit beiträgt“. Die Studienteilnehmer kamen von der University of Toledo, dem National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums, der Missouri University of Science and Technology, der Colorado State University, den Sivananthan Laboratories und First Solar.

Mit Blick auf die Zukunft werden im Rahmen des CdTe Accelerator Consortiums, das vom US-Energieministerium finanziert wird, Grundlagen- und angewandte Forschung betrieben, die darauf abzielt, die Leistung von herstellbaren CdTe-Bauelementen und -Modulen zu verbessern.