Solarenergie bleibt in nahezu jedem Kontext weltweit die günstigste Form neuer Energie, die installiert werden kann. In den Vereinigten Staaten, wo die Kosten für Solaranlagen seit Inkrafttreten von Trumps Zöllen um 18 Prozent gestiegen sind, ist Solar weiterhin die günstigste Option für den Ausbau der Energiekapazität. Daher bleibt sie die weltweit am schnellsten wachsende Energieform. Doch während der Sektor rasant gewachsen ist, ist die Rentabilität in einem zunehmend wettbewerbsintensiven Markt unter Druck geraten.

Die Entwicklung fortschrittlicherer Solarpanel-Designs könnte helfen, diese Rentabilitätsprobleme anzugehen und gleichzeitig die Energiesicherheit und Nachhaltigkeit zu verbessern. Solarlösungen der nächsten Generation könnten die Herstellungs- und Lieferzeiten verkürzen, die Kosten senken und die Margen verbessern. Gleichzeitig könnten diese Panels die Leistung, Effizienz und Haltbarkeit von Solarsystemen erhöhen. Diese Kombination könnte sowohl Produzenten als auch Verbrauchern zugutekommen, indem sie die Leistung steigert und Unternehmen genug Rentabilität verschafft, um das Interesse der Investoren zu erhalten.

Die Forschung an fortschrittlichen Solartechnologien folgt im Allgemeinen zwei breiten Ansätzen: Entweder wird die Form der Solarpaneele verändert oder es werden Materialien mit besserer Leistung eingesetzt. Einige Start-ups suchen nach Materialien, die mehr Sonnenlicht absorbieren als herkömmliche Silizium-Panels, während andere Form und Mechanik der Panels neu denken, damit sie mehr Sonnenlicht einfangen können, wenn sich die Sonne im Laufe des Tages und über die Jahreszeiten hinweg am Himmel bewegt.

Eines der vielversprechendsten Materialien im Bereich der Solartechnologie der nächsten Generation ist Perowskit, das die Effizienz und Haltbarkeit von Solarpaneelen verbessern kann. Erst in diesem Monat veröffentlichte ein Team der The Hong Kong Polytechnic University (PolyU) die Entwicklung einer neuen perowskit-organischen Tandem-Solarzelle, die selbst bei teilweiser Verschattung mit 97 Prozent Effizienz arbeiten kann, ohne die Solarzellen zu beschädigen. Das ist bemerkenswert, denn wenn Solarpaneele verschattet werden, kann es normalerweise zu Reverse-Bias-Stress kommen, der herkömmliche Solarzellen dauerhaft beschädigen kann. Dadurch wird Schattentoleranz zu einem praktischen Thema für reale Installationen und nicht nur zu einer Laborgröße.

„Wir haben wichtige Fortschritte bei der Stabilität von OSCs und POTSCs unter schwierigen Reverse-Bias-Bedingungen erzielt. Unsere Forschung leistet bahnbrechende Beiträge zum Verständnis sowohl des Gerätebetriebs als auch der Haltbarkeit in organischen und perowskitbasierten Solartechnologien“, sagte Professor Li Gang, Lehrstuhlinhaber für Energiewandlungstechnologie in der Abteilung für Elektrotechnik und Elektronik der PolyU.

Der Durchbruch kommt zu einem kritischen Zeitpunkt für den globalen Solarenergiesektor. Ein aktueller Bericht von McKinsey sagt, die gesamte Branche stehe unter Druck, die Gewinnmargen zu erhöhen, da die finanzielle Performance stärker unter die Lupe genommen werde. „In den vergangenen Jahren sahen sich Solarentwickler aufgrund zunehmenden Wettbewerbs, begrenzter Landverfügbarkeit in einigen Regionen und Netzüberlastung mit einem schwierigeren Umfeld konfrontiert“, heißt es in dem Bericht. „Da die Investitionsausgaben (capex) etwa 40 bis 70 Prozent der levelized cost of energy (LCOE) von Solar ausmachen, könnten Verbesserungen der Kapitaleffizienz ein wichtiger Faktor sein, um Solar erschwinglich und wettbewerbsfähig zu halten“, so McKinsey weiter.

Die Rentabilität von Solarenergie aufrechtzuerhalten ist auch für die globalen Dekarbonisierungsziele und für die Energiesicherheit von großer Bedeutung – insbesondere, da der Boom der künstlichen Intelligenz die globalen Stromnetze beispiellos belastet und der Krieg der Vereinigten Staaten und Israels im Iran die globalen Ölmärkte und Lieferketten weiterhin in Turbulenzen hält. Sicherzustellen, dass Solarpaneele erschwinglich, effizient und zugleich profitabel bleiben, ist daher entscheidend für eine nachhaltige und sichere Energiezukunft.

„Die Aufrechterhaltung einer Erzeugungswachstumsrate, die mit dem NZE Scenario im Einklang steht, erfordert bis 2030 eine Verdoppelung der jährlichen [Solarenergie-]Kapazitätszubauten“, berichtet die Internationale Energieagentur. Die Größe dieser erforderlichen Zubauten werde erhebliche Forschungs- und Entwicklungsarbeit erfordern, „die sich auf Effizienz und andere grundlegende Verbesserungen konzentriert“, so der Bericht.

Von Haley Zaremba für Oilprice.com

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