Solarenergie

Neue Fertigungsverfahren für drastisch billigere Solarzellen

| Redakteur: Stéphane Itasse

Forscher haben ein kompaktes Produktionstool entwickelt, das voll automatisiert und zu geringen Kosten die Rückseitenpassivierung auf Wafern ermöglicht.
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Forscher haben ein kompaktes Produktionstool entwickelt, das voll automatisiert und zu geringen Kosten die Rückseitenpassivierung auf Wafern ermöglicht. (Bild: Manz AG/Innovationsallianz Photovoltaik)

Mit neuen Fertigungsverfahren ist es dem Forschungsprojekt Feinpass gelungen, das Preis-Leistungs-Verhältnis von kristallinen Siliziumzellen deutlich zu steigern.

Das Forscherteam hat in dreijähriger Entwicklungsarbeit Maschinen konstruiert und Prozesse optimiert, um effizientere Solarzellen zu niedrigeren Kosten zu produzieren, wie die Innovationsallianz Photovoltaik am Dienstag mitteilt.

Die Verfahren seien vor allem für rückseitenpassivierte Solarzellen, so genannte PERC, konzipiert. „Minimale Wartungskosten der hochproduktiven Maschinen bei gleichzeitig maximaler Effizienz der Solarzellen – das ist das Erfolgsrezept für die Fertigung noch günstigerer und zugleich leistungsfähigerer Solarzellen“, sagt Dr. Florian Schwarz von der Manz Gruppe, der das Forschungsprojekt koordiniert. Konkrete Angaben zu den erzielten Kostensenkungen machte die Innovationsallianz auf Anfrage unserer Redaktion allerdings noch nicht.

Solarzellen mit 20,5 % Wirkungsgrad sollen noch besser werden

Beteiligt an diesem Projekt haben sich neben dem Solarmaschinenbauer der Zell- und Modulhersteller Solarworld und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg, wie es heißt. Mit den neuen Produktionsanlagen könnten siebbedruckte PERC Solarzellen mit einem Spitzenwirkungsgrad von 20,5% gefertigt werden. Durch weitere Prozessoptimierungen sollen in naher Zukunft noch höhere Wirkungsgrade möglich sein.

Zwei Verfahren konnte der Verbund nach eigenen Angaben bis zur Anwendungsreife entwickeln: Die beidseitige Beschichtung der Solarzelle mittels eines hoch produktiven und kosteneffizienten PECVD-Beschichtungstools sowie ein neuartiges Verfahren zur gezielten Abtragung und Umwandlung der Passivierungsschicht mittels Lasertechnik, die so genannte Laserablation. Bei der PECVD-Beschichtung habe vor allem die Produktivität der Anlagentechnik auf hohem Qualitätsniveau unter Produktionsbedingungen im Vordergrund gestanden. Das Ergebnis sei ein kompaktes Produktionstool, das vollautomatisiert und zu geringen Kosten die Rückseitenpassivierung sowohl auf mono- als auch auf multikristallinen Wafern ermögliche.

Neue Fertigungsverfahren für Solarzellen schon industrietauglich

Das Laserverfahren zur Erzeugung feiner Kontaktöffnungen in der rückseitigen Schicht habe ebenfalls in eine hochproduktive industrietaugliche Anlagenplattform integriert werden können. Deren Flexibilität hinsichtlich der Wahl der Kontaktgeometrie erlaube die einfache Optimierung und Integration in bestehende Fertigungslinien. Dank dieser beiden für die Massenproduktion von Solarzellen konzipierten und geeigneten Verbesserungen können die neuen Hochleistungssolarzellen mehr Solarstrom zu geringeren Kosten herstellen, wie es heißt.

Insgesamt hat das Vorhaben laut Mitteilung rund 8 Mio. Euro gekostet. Gut ein Drittel davon habe die Manz AG selbst getragen. Die Hälfte des Gesamtbudgets habe das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Innovationsallianz Photovoltaik beigesteuert.

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