I 1990'erne blev der i solcelleindustrien talt om, at et skifte var på vej. Et skifte, hvor nye tyndfilmsteknologier ville udkonkurrere de siliciumbaserede solceller, som allerede da havde mere end 25 år på bagen.

Det fortæller Preben Maegaard, vicepræsident i Eurosolar, den europæiske forening for vedvarende energi.

»Da jeg i 1990'erne var medlem af Energistyrelsens solenergiudvalg, blev der talt en del om, at hvis tyndfilmsindustrien ikke udviklede sig meget hurtigt, så ville solcelleindustrien uddø. Her viste det sig, at man i Danmark kom til at tage gevaldigt fejl,« siger han.

I dag sidder silicium stadig solidt på tronen som den mest udbredte form for solceller. 90 procent af de solceller, som blev produceret i 2011, var siliciumbaserede. Grundene er blandt andet en konstant teknologisk udvikling og faldende priser.

Langt sejt træk mod højere udnyttelse
Siliciumcellernes udvikling skyldes ikke teknologiske kvantespring i deres effektivitet i forhold til, hvor stor en procentdel af sollys de kan omdanne til elektricitet. Der er ifølge de eksperter, Ingeniøren har talt med, tale om en kontinuerlig udvikling, hvor effektiviteten langsomt er blevet forbedret.

»Hvis vi kigger på siliciumcellerne, har der været tale om en glidende udvikling. De er langsomt blevet mere effektive, men ikke voldsomt meget ad gangen. Silicium ligger i dag typisk på 17-18 procent og de bedste på omkring 20 procent,« fortæller professor Arne Nylandsted fra afdelingen for fysik og astronomi ved Aarhus Universitet.

De første kommercielle solceller af silicium så dagens lys i 1960'erne. Deres lange historie er ifølge Frederik C. Krebs fra Risø DTU også en del af forklaring på, at de dominerer markedet.

»Siliciumcellerne har været der længe og har bevist, at de virker. Fordelen ved dem er samtidig, at de holder i minimum 25 år, og at silicium er et stof, der er masser af,« siger han.

Tyndfilm baseret på sjældne stoffer
Ud over de siliciumbaserede solceller findes der en række andre typer solceller. Blandt andet forskellige tyndfilmsceller, der har meget lavere produktionsomkostninger end siliciumceller. Til gengæld er deres effektivitet ikke lige så høj.

Og grundet en overkapacitet på produktionssiden for siliciumcellerne er priserne for tiden næsten ens.

Det giver siliciumcellerne en stor fordel, da under halvdelen af omkostningerne ved at sætte solceller op i dag stammer fra selve cellerne. Resten ligger blandt andet i metalstativer, som solcellerne skal sidde i, samt invertere, som forbinder dem med elnettet.

De eksperter, som Ingeniøren har talt med, fortæller, at prisen på tyndfilmsceller konstant er på vej ned, mens effektivitet og holdbarhed er på vej op. Men de har et yderligere problem, der skal overkommes, inden de for alvor kan tage kampen op med siliciumcellerne. Nemlig de sjældne stoffer, der bruges i deres produktion.

»Hvis man ser på en tysk producent af tyndfilmsceller som First Solar, så bruger de cadmium tellurium i deres celler. Og hvis den type solcelller skulle producere en stor del af vores energibehov, så er der simpelthen ikke nok tellurium i undergrunden,« forklarer Frederik C. Krebs.

Cadmium optræder på en risikoliste udarbejdet af British Geological Survey om metaller og stoffer, hvor der er fare for, at produktionen kan stoppe, eller monopoler kan opstå.

Beskidt silicium kan sænke prisen
Et af problemerne for siliciumcellerne er, at de er produktionsmæssigt meget energikrævende. Siliciummet skal varmes op til 1.300 grader celcius, før det kan laves til solceller. Ellers vil det indholde urenheder, som forhindrer solcellerne i at fungere.

En ny teknologi ser dog ud til at kunne komme rundt om det problem.

»For tiden prøver man at fremstille noget, der kaldes for solar grade silicium. Det er ikke helt så rent som den electronic grade silicium, vi kender, men der er heller ikke brug for den samme højtemperaturrensning,« forklarer Arne Nylandsted og fortsætter:

»Normalt er urenhederne ødelæggende for en solcelle, men forskergrupper arbejder på at neutralisere problemet. I testforsøg har solceller med solar grade silicium været oppe på en effektivitet på 17-18 procent.«

Arne Nylandsted tror, at den nærmeste fremtid vil tilhøre siliciumcellerne, men at der med tiden kan ske teknologiske udviklinger, der vil give tyndfilmscellerne en fordel.

»Man troede for få år siden, at tyndfilm ville dominere nu. Jeg tror, at silicium vil dominere de næste 10-15 år. Tyndfilm vil dog også tage markedsandele – hvad det bliver for tyndfilm, er svært at spå om,« siger han.