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Ausgabe 02/2004 |
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Ausgabe 02/2004
Photovoltaik
Papierdünne Solarzellen
Materialeinsparung und höhere Wirkungsgrade sind entscheidend für die
Wirtschaftlichkeit von Solarzellen. Grund sind die relativ hohen Kosten für
das Ausgangsmaterial, kristallines Silizium, aus dem mehr als 90 Prozent aller
weltweit hergestellten Solarzellen bestehen. Im Fraunhofer-Institut für Solare
Energiesysteme ISE
in Freiburg wurde jetzt eine 37 Mikrometer dünne kristalline Silizium-Solarzelle
mit einem Wirkungsgrad von 20,2 Prozent hergestellt. Im Vergleich dazu sind heutige
Industriezellen mit 300 Mikrometern, d.h. 0,3 Millimetern, wesentlich dicker und
mit etwa 16 Prozent Wirkungsgrad deutlich weniger leistungsfähig.
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Papierdünn ist diese kristalline Siliziumsolarzelle
(Foto: Fraunhofer ISE, Freiburg)
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Um selbst aus ultradünnen Siliziumscheiben Solarzellen mit hohen Wirkungsgraden
herzustellen, wurde am ISE ein Verfahren zur schnellen Rückseitenkontaktierung
der Solarzelle entwickelt und patentiert. Die sogenannte LFC-Technik - LFC steht
für Laser Fired Contacts - bietet die Möglichkeit, hohes Wirkungsgradpotenzial
mit niedrigen Herstellungskosten zu verbinden. Die bisher notwendigen teuren und
langsamen Photolithographie-Schritte auf der Rückseite entfallen. In den
herkömmlichen Laborprozessen mussten mit hohem Aufwand kleine Löcher
in der Isolierschicht geöffnet werden, um danach die Rückseitenelektrode
aus Aluminium aufzubringen.
„Jetzt dampfen wir die Aluminiumschicht direkt auf die Passivierungsschicht
und feuern dann mit einem Laser das Metall durch, um so die lokalen Kontakte herzustellen“,
so Stefan Glunz, Koordinator des Marktbereichs Monokristalline Siliciumsolarzellen.
Dieser Prozess ist kostengünstig, materialschonend, äußerst schnell,
er dauert nur eine Sekunde pro Solarzelle, und er funktioniert unabhängig
von Scheibendicke und -dotierung, genau richtig für eine industrielle Massenfertigung.
Einen Nischenmarkt für superdünne Hochleistungszellen gibt es bereits
in der Luft- und Raumfahrt. Für den terrestrischen Massenmarkt, so die Einschätzung
des ISE, braucht es allerdings noch Forschung und Entwicklung in deutlichem Umfang,
um die ultradünnen Scheiben kostengünstig herzustellen.
Karin Schneider
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