Vom Labor zur Solarfabrik der Zukunft

Das Forscherteam im Projekt FutureFab untersucht neue Technologien für die Fertigung kristalliner Solarzellen und erprobt die Anwendung. Die Technologien bauen direkt auf bestehenden Solarzellen-Prozessen auf, um eine schnelle Umsetzung zu ermöglichen. Auf der Basis von Zellwirkungsgraden oberhalb von 20 Prozent soll gezeigt werden, dass die Herstellkosten pro Watt-Peak um 30 Prozent gesenkt werden können.

An vielen Stellrädern den Wirkungsgrad von Silizium-Solarzellen erhöhen

Die Ober- und Unterseite einer Silizium-Solarzelle werden verschieden vorbereitet; dadurch entstehen zwei unterschiedliche Schichten. In der oberen Schicht wird an einigen Stellen ein Silizium-Atom beispielsweise durch ein Phosphor-Atom ersetzt. Diesen Vorgang nennt man Dotierung. Solarzellen werden schwach dotiert, um hohe Wirkungsgrade zu erreichen. Dies führt jedoch an den Kontaktfingern zu unerwünscht hohen elektrischen Widerständen, die wiederum den Wirkungsgrad begrenzen. Der Ausweg: eine hohe Dotierung im Bereich der Kontakte mittels eines Laserverfahrens.

Eine weitere Verbesserung wird durch eine Schutzschicht an der Rückseite erreicht, der so genannten Passivierung. Damit beide Schichten dennoch später interagieren können, eine Voraussetzung für die Weiterleitung des generierten Solarstroms, muss diese Schutzschicht in einem nächsten Schritt wieder mit einem Laser geöffnet werden. Entscheidend hierfür ist eine optimale Auslegung der Schicht und der Laserquelle. Schließlich ermöglicht eine neuartige Feinlinienmetallisierung die Herstellung extrem dünner Kontaktfinger. Dies vergrößert die Fläche der Solarzelle, auf der das Sonnenlicht eindringen kann – der Wirkungsgrad wird weiter erhöht.

Die Solarfabrik der nächsten Generation

Die zur Zeit vielversprechendsten Technologien – die Dotierung mittels Laser,  passivierte Rückseiten, die Feinlinienmetallisierung und ein angepasster und im Gesamtsystem optimierter Modulbau – bilden die Grundlage für die Entwicklung der Solarfabrik der nächsten Generation: der „FutureFab“. Diese soll für die Anforderungen des steigenden Innovationsdrucks im Zell- und Modulbau optimiert werden. Herausforderungen wie die einfache Integration neuer Prozessschritte in bestehende Fertigungslinien und die intelligente Vernetzung von Anlagen gilt es zu meistern. Damit wird der künftige Transfer von Innovationen auf Zellebene über die gesamte Technologiekette bis zum Solarmodul beschleunigt. Durch diesen neuen, ganzheitlichen Ansatz für die Solarfabrik der nächsten Generation wird die Technologieführerschaft der deutschen Photovoltaik-Industrie nachhaltig gestärkt werden.

FutureFab

Fabrik der Zukunft: Erforschung neuartiger Herstelltechnologien für die Zell- und Modulfertigung

  • Projektvolumen
    • 10,5 Mio. € (ca. 50% Förderanteil)
  • Projektlaufzeit
    • 01.07.2011 bis 30.06.2014
  • Verbundpartner
    • RCT Solutions GmbH (Koordination)
    • ASYS Automatisierungssysteme GmbH, Dornstadt
    • ROFIN-BAASEL Lasertech GmbH & Co. KG, Starnberg
    • PI Photovoltaik-Institut Berlin AG, Berlin
    • Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, Halle
    • ISC Konstanz e.V., Konstanz

 

Kontakt

RCT Solutions GmbH
Dr. Jens Krümberg
Turmstr. 20
78467 Konstanz

 

Tel 07531 5847019

E-Mail Jens.Kruemberg(at)rct-solutions.com

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