Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Dienstag, 7. Oktober 2025, Freiburg 

Am 7. Oktober 2025 besuchte die Exkursionsgruppe das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Der Vormittag begann am Hauptstandort in der Heidenhofstraße mit einer Begrüßung durch Dr. Martin Heinrich, Leiter der Gruppe „Einkapselung und Integration“ im Bereich Modultechnologie. Er stellte die Forschungsfelder des Instituts vor, darunter Photovoltaik, energieeffizientes Bauen, industrielle Prozesse und Leistungselektronik.

Anschließend sprach Giorgi Tsutskiridze, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer ISE und Masterstudent an der Burg Giebichenstein. Sein Vortrag behandelte technologische und physikalische Grundlagen, historische Entwicklungen sowie politische und ökonomische Rahmenbedingungen der Photovoltaik. Er erläuterte den Herstellungsprozess von Solarzellen – von der Reinigung des Quarzsands über die Siliziumgewinnung bis zu den fertigen Wafern – und ging auf Herausforderungen wie den hohen Silberverbrauch und Fragen der Nachhaltigkeit ein. Zudem stellte er Ansätze der integrierten Photovoltaik vor, etwa in Gebäuden, Fahrzeugen oder Lärmschutzwänden.

Am späten Vormittag erhielten die Teilnehmenden Einblicke in Projekte wie den Solarradweg und die MorphoColor-Technologie, die durch spezielle Beschichtungen farblich variable und ästhetische PV-Module ermöglicht. Besonders spannend war es, die Forschungsgebäude und laufenden Projekte aus nächster Nähe zu erleben. Nach der Mittagspause in der Instituts-Kantine folgte der Besuch des Standorts Haid. Dort standen Themen wie Halbzellen- und Shingle-Matrix-Technologien, Infrarotprüfungen sowie Recyclingverfahren im Fokus. Besonders eindrucksvoll war die Führung durch die Produktionsbereiche, bei der die Studierenden ein kleines Testmodul selbst laminieren konnten.

Der Tag bot einen umfassenden Einblick in aktuelle Entwicklungen und Herausforderungen der Photovoltaikforschung und verdeutlichte die Rolle des Fraunhofer ISE als führende Forschungseinrichtung auf diesem Gebiet.

WEtransFORM
08.10.2025, Bonn

WEtransFORM – „Zur Zukunft des Bauens“ ist eine Ausstellung, die Ideen für den aktuellen ökologischen Wandel präsentiert. Durch die Verbindung von Architektur, Design, Nachhaltigkeit und sozialem Bewusstsein zeigt die Ausstellung, dass nachhaltiges Bauen eine technische Herausforderung darstellt, die sowohl aus kultureller als auch aus sozialer Perspektive angegangen werden muss. Die Ausstellung konzentriert sich auf acht Hauptthemen: Klimaresilienz, Biodiversität, Suffizienz, Sanierung bestehender Gebäude, Kreislaufwirtschaft, Experimentieren und soziale Verantwortung. Sie ermutigt die Besuchenden, nicht nur zu lernen, sondern auch aktiv zu werden, zu experimentieren und ihre eigene Rolle im nachhaltigen Wandel sowie die Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft zu überdenken. Es werden verschiedene Ansätze vorgestellt, darunter Lösungen für Gebäude und Städte, die sich an extreme Wetter- und Klimarisiken anpassen, die Stärkung urbaner Grünflächen und die Integration natürlicher Elemente in Architekturkonzepte, der sparsamere Materialeinsatz, Anpassung, Wiederverwendung und die Verwendung natürlicher Materialien. Ein Beispiel ist Tree.ONE von ecoLogicStudio: ein biotechnischer, 3D-gedruckter, zehn Meter hoher „Baum“, der Mikroalgen zur CO₂-Absorption und Biomasseproduktion nutzt. Tree.ONE entstand aus dem langjährigen Interesse von EcoLogicStudio an der Luft reinigenden Kraft von Algen. Das Design wurde mithilfe von Algorithmen entwickelt, die die Logik architektonischer Säulen und baumartiger Systeme kombinieren und die „biologische Intelligenz“ der Natur nachahmen, um maximale Festigkeit aus dem biegsamen Material zu gewinnen. „Es genügt nicht, die Modernisierung einer modernen Stadt durch den Einsatz neuer grüner Technologien zu betrachten, sondern wir müssen uns neue photosynthetische Prozesse vorstellen und visualisieren, die ihr zukünftiges Wachstum bestimmen werden“, sagte Claudia Pasquero, Mitbegründerin.

Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics (CSP) 
09.10.25, Halle (Saale)

Im Rahmen des Projekts 800 Watt wurde das Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics (CSP) in Halle besucht. Vor Ort erhielten wir Einblick in die Entwicklung und Zukunftstrends von Photovoltaik-Modulen – von den technologischen Grundlagen bis zu gestalterischen Perspektiven. 

Das Fraunhofer CSP erforscht seit seiner Gründung die gesamte Wertschöpfungskette der Photovoltaik – von der Kristallisation des Siliziums über Zell- und Modulherstellung bis hin zu Qualitätssicherung, Recycling und Systemintegration. Dabei stehen Fragen nach Effizienz, Lebensdauer und Nachhaltigkeit im Mittelpunkt.

 In den letzten 20 Jahren hat sich die Photovoltaik rasant entwickelt. Wafer- und Zellgrößen haben sich stark vergrößert, Modulflächen sind von rund 1,7 m² auf bis zu 3 m² gewachsen, während die Kosten pro Modul von 1500 € auf etwa 50 € gesunken sind. Gleichzeitig stieg der Wirkungsgrad von 10 % auf über 24 %. Neue Zelltechnologien wie PERC, TOPCon, HJT oder IBC (Rückkontaktzellen) ermöglichen höhere Leistungsdichten und gleichmäßig schwarze Oberflächen („all-black“), die gestalterisch besonders interessant sind. 

Durch den massiven Preisverfall verlagern sich die Kosten. Mittlerweile bestimmen Montage, Wartung und Integration den Preis. Große, schwere Module werden für Handwerksbetriebe zunehmend zu einer logistischen Herausforderung: Transport, Handhabung und Dachlast sind zu entscheidenden Faktoren geworden.

 Aktuelle Trends zielen auf leichte, ästhetisch integrierbare und leistungsstarke Module: dünnere Gläser, Leichtbau-Laminierungen, reduzierte Zellabstände („Zero-Gap“- oder „Shingled“-Designs) und reflexionsoptimierte Materialien steigern Effizienz und optische Qualität. 

Die Herstellung von PV-Modulen ist energieintensiv - dennoch amortisiert sich der Energieeinsatz je nach Standort und Technologie nach ein bis drei Jahren. Ein kritischer Punkt ist der Materialverbrauch, insbesondere der hohe Silberanteil in den Kontaktleitern: Rund 10 % des weltweiten Silberbedarfs fließt in die PV-Produktion. Forschende arbeiten an Alternativen wie Kupfer, Aluminium oder leitfähigen Polymeren. 

Auch die Recyclingfähigkeit bleibt herausfordernd. PV-Module bestehen größtenteils aus Glas, Aluminium und Silizium, die in der Theorie gut recycelbar sind. In der Praxis ist der Prozess jedoch technisch aufwändig und wirtschaftlich wenig attraktiv.  

Herausforderungen bestehen weiterhin in der Balance zwischen Effizienz, Materialeinsatz und Ästhetik sowie in globalen Produktionsstrukturen. Während China den Massenmarkt dominiert, liegt Europas Chance am Markt in individuellen, hochwertigen und designorientierten PV-Lösungen – ein Ansatz, der besonders für unser Projekt relevant ist.

Solar Materials
22.10.25, Magdeburg

Für eine wirklich nachhaltige Solarenergie reicht es nicht aus, Strom sauber zu erzeugen – auch das Ende der Lebensdauer von Solarmodulen muss berücksichtigt werden. Das Unternehmen SOLAR MATERIALS leistet einen entscheidenden Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.

SOLAR MATERIALS arbeitet mit einem patentierten Verfahren, das eine außergewöhnlich hohe Rückgewinnungsquote von 98 % des gesamten Modulgewichts erreicht. Dadurch kann das Unternehmen den aktuell niedrigsten Recyclingbeitrag am Markt anbieten. Recycelt werden kristalline Silizium-Solarmodule, die stapelweise auf Paletten angeliefert werden.

Ein Großteil eines Solarmoduls besteht aus Glas (≈70 %) und Aluminium (≈15 %). Beide Materialien gewinnt SOLAR MATERIALS in hoher Reinheit zurück. Das Glas eignet sich für die Herstellung von Behälterglas, und das Aluminium kann mit bis zu 95 % Energieeinsparung gegenüber Primäraluminium wieder eingeschmolzen werden.  

Darüber hinaus werden wertvolle Rohstoffe wie Silizium, Silber und Kupfer separiert. Besonders bemerkenswert ist Silber. Trotz eines Masseanteils von nur rund 0,1 % macht es fast 50 % des Materialwerts eines Moduls aus. Das gereinigte Silber wird erneut in technischen Anwendungen eingesetzt. Das zurückgewonnene Silizium wird durch einen Partner zu hochreinem Material weiterverarbeitet.

Die erste industrielle Recyclinglinie von SOLAR MATERIALS befindet sich in Magdeburg und verarbeitet bis zu 3.000 Tonnen pro Jahr. Eine zweite, deutlich größere Anlage befindet sich im Ausbau und soll den steigenden Bedarf an professionellem Modulrecycling ab 2024 abdecken.

Die recycelten Sekundärrohstoffe weisen einen um bis zu 80 % reduzierten CO₂-Fußabdruck auf und sparen enorme Mengen Energie ein. Damit trägt SOLAR MATERIALS wesentlich dazu bei, nachhaltige Rohstoffkreisläufe zu schließen und Solarenergie langfristig kostengünstig zu halten.