Wenn Silizium-Solarzellen das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, sind sie kein fester Abfall, sondern eine wahre Goldgrube voller Sekundärrohstoffe. Die Internationale Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) prognostiziert, dass die weltweite Menge an Solarzellenabfällen bis 2050 78 Millionen Tonnen erreichen wird und damit eine riesige Rohstoffbasis für die Edelmetall-Recyclingindustrie darstellt. Die Aufbereitung ausrangierter Silizium-Solarzellen ermöglicht die Rückgewinnung verschiedener Materialien, darunter hochreines Silizium, Silber, Kupfer, Aluminium und Glas. Aus wirtschaftlicher Sicht erreichte der globale Markt für das Recycling von Solarmodulen im Jahr 2025 ein Volumen von rund 366 Millionen US-Dollar und wird Prognosen zufolge bis 2035 auf über 993 Millionen US-Dollar anwachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10,5 % entspricht. Die europäische Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) hat die Einbeziehung von Solarmodulen in ihre Bestimmungen vorangetrieben und so die Optimierung der Recycling-Lieferkette gefördert. Aktuell hat sich die thermische Behandlungstechnologie aufgrund ihrer hohen Effizienz bei der Rückgewinnung von über 80 % des Zellgewichts als Standardverfahren etabliert.
Gebrauchte Silizium-Solarzellen, die noch nicht vollständig entsorgt wurden, weisen eine signifikante Restleistung auf. Studien zeigen, dass kristalline Silizium-Photovoltaikmodule in Ghana seit sechs Jahren eine hohe Leistung erbringen. Das bedeutet, dass Silizium-Solarzellen aus früheren Projekten oder Nachrüstungen weiterhin in Anwendungen mit geringeren Effizienzanforderungen eingesetzt werden können, beispielsweise zur Stromversorgung von Kommunikationsgeräten, landwirtschaftlichen Pumpen oder Außenbeleuchtung in abgelegenen Gebieten. Diese gebrauchten Silizium-Solarzellen bieten kostengünstige Energielösungen für Sekundäranwendungen und verzögern gleichzeitig das endgültige Recycling. Betrachtet man den gesamten Lebenszyklus, verbessert dies die Ressourcennutzungseffizienz.
Hersteller bieten üblicherweise 25 bis 30 Jahre Garantie auf Silizium-Solarmodule. Das Ende der Lebensdauer bedeutet nicht den vollständigen Ausfall, sondern lediglich einen Leistungsabfall unter einen bestimmten Prozentsatz der anfänglichen Kapazität. Untersuchungen des National Renewable Energy Laboratory (NREL) zeigen, dass weltweit getestete Silizium-Solarzellen typischerweise jährliche Leistungsabfallraten zwischen 0,5 % und 2 % aufweisen. Die genauen Werte hängen vom lokalen Klima, den Installationsmethoden und der anfänglichen Modulqualität ab. Beispielsweise zeigten Module, die 22 Jahre lang im mediterranen Klima Spaniens betrieben wurden, eine durchschnittliche jährliche Degradationsrate von 1,4 %. Dies bedeutet, dass eine Silizium-Solarzelle mit einer Nennleistung von 100 W nach 25 Jahren voraussichtlich noch eine Leistung von über 70 W aufweist. Die Gewährleistung der Integrität der Verkapselungsmaterialien (wie z. B. EVA-Folie) und die Vermeidung häufiger Probleme wie Hotspots und potenzialbedingter Degradation sind entscheidend für das Erreichen der erwarteten Lebensdauer.
Neben herkömmlichen kristallinen Siliziumwafern spielen auch Siliziumlegierungen eine wichtige Rolle in der Solartechnologie. Diese Speziallegierungen, wie beispielsweise die in leitfähigen Pasten verwendeten Siliziumlegierungen, optimieren den Elektrodenkontakt und die elektrische Leitfähigkeit von Siliziumsolarzellen. Durch präzise Kontrolle des Reinheitsgrades (von 99 % bis über 99,99 %) und Dotierung mit spezifischen Elementen lassen sich die elektrischen Eigenschaften und Schmelzpunkte dieser Legierungen gezielt einstellen. Dies ermöglicht die Ausbildung robuster ohmscher Kontakte mit Siliziumwafern, reduziert Stromverluste und erhöht den Wirkungsgrad von Siliziumsolarzellen. Die Herstellung dieser hochreinen Siliziumlegierungen ist eine technologieintensive Industrie. Ihre Preise sind eng mit den Schwankungen des Metallmarktes und den Reinheitsanforderungen verknüpft und beeinflussen somit maßgeblich sowohl die Leistung als auch die Kostenstruktur von Siliziumsolarzellen.
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