Sonnige Aussichten für Silizium-Zelle
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Sonnige Aussichten für Silizium-Zelle
Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) steigerte in Zusammenarbeit mit der Singulus Technologies AG den Wirkungsgrad von Siebdruck-Silizium-Solarzellen von den heute in der PV-Industrie üblichen rund 17 bis 18,5 Prozent auf einen Rekordwert von 20,1 Prozent. Das Fraunhofer ISE bestätigte diesen Wert in einer unabhängigen Messung. Dieser Wirkungsgrad gehört zu den höchsten gemessenen Solarzellen mit Siebdruckmetallisierung. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) förderte das Projekt mit rund 700.000 Euro.
Im BMU-Projekt entwickelten Forscher ein neuartiges Solarzellenkonzept für n-Typ Czochralski-Silizium (Cz-Si), das auf industrienahen Herstellprozessen basiert. Es zeigte sich, dass höhere Wirkungsgrade möglich sind, als sie bislang mit Standardtechnologie erreicht werden. Etwa 80 Prozent der heute industriell produzierten Solarzellen verwenden p-leitende, kristalline 156 mal 156 mm2 große Silizium-Wafer in Kombination mit Siebdruck für die Metallisierung.
Professor Dr. Rolf Brendel, Institutsleiter des ISFH, erklärt: "Die technologischen Innovationen zeigen das große Potenzial, die Stromgestehungskosten von Photovoltaikmodulen weiterhin nachhaltig zu senken." Zum einen wird die Rückseite der Solarzellen mit einer ICP-AlOx/SiNy Doppelschicht passiviert. ICP steht dabei für "Inductively Coupled Plasma" und bezeichnet die für AlOx neu entwickelte Abscheidemethode. Die Kontaktierung durch Aluminium auf der Rückseite der Zelle wird aufgedampft. Die modifizierte Zellrückseite reflektiert das Sonnenlicht so besser und verringert zudem die Ladungsträgerrekombination, wodurch sich Strom und Spannung der Zelle verbessern. Zum anderen wird die Zellvorderseite mittels Doppelsiebdruck (Print-on-Print) metallisiert, welches schmalere Kontaktfinger und daher eine geringere Abschattung ermöglicht. Dieser fortschrittliche Siebdruck-Prozess wurde zusammen mit DEK Solar am ISFH optimiert. Darüber hinaus wurde die Solarzelle mit industrietypischen Prozesssequenzen hergestellt, insbesondere mit einem homogen Phosphor dotierten Emitter sowie mit einem 156 mal 156 mm2 großen Czochralski-Silizium Wafer.
Interesse in der Industrie Wirkungsgradsteigerungen für solche Photovoltaik-Zellen haben eine hohe Relevanz für die fertigende Industrie und sind ein weltweit intensiv bearbeitetes Forschungsthema. Nur die Modulproduzenten Schott Solar und Q-Cells erzielten bislang einen höheren Wirkungsgrad von 20,2 Prozent.
Mehr vom BINE Informationsdienst Das Themeninfo "Photovoltaik - Innovationen? gibt einen Überblick über die aktuelle Forschungs- und Entwicklungslandschaft im Photovoltaik-Sektor und präsentiert neue Solarzellkonzepte und Bearbeitungs-Technologien.
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Datum: 09.03.2012 - 15:32 Uhr
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