Forschung lohnt sich!
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Forschung lohnt sich!
Neben der Kostensenkung soll auch die Effizienz der Si-Solarzellen gesteigert werden. Heute liegt die Effizienz multikristallinen Siliziums bei 16 Prozent. Poortmans hält es aber für möglich, auf eine Effizienz bis zu 30 Prozent zu kommen. Dieser Wert wird sicherlich niemals mit den organischen Zellen erreicht, doch laut Poortmans sollten 15 bis 20 Prozent möglich sein. Da das IMEC über alle notwendigen Einrichtungen für die Photovoltaik-Forschung verfügt, nutzen auch die Industriepartner das Forschungsinstitut. So testet beispielsweise BP Solar im IMEC seine Mono2-Solarzellen auf Herz und Nieren. Die Ergebnisse sind überaus vielversprechend: Die Mono2-Solarzellen kommen auf 18 Prozent Wirkungsgrad. Damit sind sie mit heutigen Solarzellen zu vergleichen, doch haben sie deutliche Kostenvorteile.
Die von BP Solar entwickelte Mono2-Technik ist ein Siliziumziehprozess, mit dem sich deutlich günstigere Siliziumsubstrate herstellen lassen als mit dem üblichen Czochralski-Prozess (CZ), der bislang zur Herstellung hocheffizienter Siliziumsubstrate genutzt wird. Die mit Mono2-Technik erzeugten Wafer für Solarzellen sind von den Herstellungskosten her mit den einfacheren poly kristallinen Trägermaterialien vergleichbar, haben aber trotzdem eine extrem niedrige Defektrate und einen hohen Wirkungsgrad.
Das IMEC nutzte für die Zellenproduktion einen industrietauglichen Produktionsprozess, bei dem lediglich drei zusätzliche Prozessschritte on Top notwendig waren. Die gefertigten Solarzellen sind 130 μm dick und 156 x 156 mm groß. Poortmans: »Mono2 könnte zum neuen Basismaterial für kostengünstige und dennoch hoch effiziente Solarzellen werden.«
Darüber hinaus ist es dem IMEC gelungen, organische Solarzellen mit Hilfe von Spraytechniken zu fertigen – und zwar sowohl die aktive Schicht als auch die metallische Kontaktierungsschicht. Der Wirkungsgrad dieser Solarzellen lag laut Poortmans über 3 Prozent. Damit sind diese Zellen vom Wirkungsgrad her mit organischen Solarzellen vergleichbar, bei denen die aktive Schicht mit einem Spin-Coating-Verfahren und die metallische Kontaktierung durch Aufdampfen im Vakuum erzeugt werden. »Dies ist ein wichtiger Schritt, denn jetzt ist eine Produktion von organischen Solarzellen mit billigen und großflächigen Prozessen möglich«, fasst Poortmans zusammen.
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