Von Silberleitpasten über Sputter-Targets bis zu Quarzglas und Lichtquellen
Heraeus: Materialien und Verfahren für PV-Zellen-Fertigung
Die neusten Produkte für die verschiedenen Solarzellen-Generationen zeigt Heraeus auf der EU PVSEC. Dazu zählen Infrarot-Strahler, Sputtertargets, Quarzglas-Komponenten und Silberleitpasten, die für die Fertigung von qualitativ hochwertigen Silizium- und Dünnschicht-Solarzellen konzipiert sind.
Die 2011 neu eingeführten Metallisierungspasten SOL 9410/9411 ermöglichen die Herstellung hocheffizienter kristalliner Solarzellen und sind für die Produktion bei hohem Durchsatz und geringen Kosten optimiert. Mit ihnen lässt sich ein gutes Aspect Ratio erzielen - also ein optimiertes Verhältnis von Breite zu Höhe der feinen Leiterbahnen. Die neue Pasten-Serie SOL 200 ist für die Rückseitenkontaktierung kristalliner Solarzellen konzipiert. Ihr verringerter Silbergehalt und niedriger Verbrauch reduziert die Anschaffungs- und Produktionskosten für den Kunden. Wie alle Pasten von Heraeus sind auch die neuen Typen cadmiumfrei. Die Pasten werden zur Fertigung hochleitfähiger Kontaktbahnen auf den Solarzellen bernötigt. Sie verringern den Linien- und Übergangswiderstand bei möglichst geringer Verschattung der Solarzelle und minimalem elektrischen Widerstand.
Sputtertargets für Dünnschichttechnik
Dünnschicht-Solarzellen gewinnen als Alternative zu Silizium-Solarzellen an Bedeutung. Die halbleitende Schicht kann besteht unter anderem aus amorphem Silizium, Cadmiumtellurid oder Kupfer-Indium-(Gallium)-Diselenid (CIGS). Die Halbleiterschicht ist bei dieser Fertigungstechnologie nur ein tausendstel Millimeter dünn. Damit sind Dünnschichtzellen hundertmal dünner als kristalline Solarzellen und benötigen deutlich weniger Material.
Ein Schlüssel für die PV-Dünnschichttechnik ist das Sputtern (Kathodenzerstäubung). Mit dieser Technik werden in der Solarzellenproduktion zahlreiche Schichten erzeugt: Halbleiter und leitende Schichten für Front- und Rückseitenkontaktierung. Heraeus hat verschiedene Sputtertargets für alle gängigen Solarzellen entwickelt. Die Qualität und Reinheit der Sputtertargets beeinflussen Funktionstüchtigkeit und Leistungsfähigkeit der fertigen Solarzelle.
Spezialstrahler von UV bis Infrarot machen Solarzellen effizienter
Solarzellen und Solarmodule müssen getestet werden, um die Produktionsqualität zu kontrollieren, die Zellen zu charakterisieren und in Leistungsklassen einzuteilen. Schließlich werden nur optimal zueinander passende Zellen in einem Modul vereint. Dazu benötigt man zuverlässige und reproduzierbare Lichtquellen, die dem Spektrum der Sonne möglichst nahe kommen. Xenon-Blitzlampen, klein und ringförmig oder linear bis zu zwei Meter Länge, leisten dies.
Infrarot-Strahler sind Teil eines vom BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) geförderten Projektes. Hier arbeiten vier Partner an neuen Anlagenkonzepten, mit dem Ziel, ein neues Herstellungsverfahren für CIGS Halbleiterschichten zu erforschen, das höchste Modulwirkungsgrade erreicht. Partner für die Heiztechnologie ist der Geschäftsbereich Speziallichtquellen (Heraeus Noblelight), der jahrzehntelange Erfahrung in der Infrarot-Wärmetechnologie vorweisen kann. Bei der Herstellung von Solarzellen werden meist QRC-Infrarot-Strahler mit Nanoreflektor eingesetzt, die Prozesse im Vakuum oder unter Hochtemperatur-Bedingungen besonders stabil und damit energieeffizient verwirklichen.
Solarzellen brauchen das Hightech-Material Quarzglas
Für Hochtemperaturanwendungen in der Photovoltaik ist Quarzglas wegen seiner Temperaturwechselbeständigkeit, hohen chemischen Reinheit und Korrosionsbeständigkeit nicht zu ersetzten. Quarzglastiegel von Heraeus werden schon im ersten Schritt für die Herstellung klassischer Solarzellen eingesetzt: Für monokristalline Wafer wird zunächst ein Silizium-Einkristall aus einer mehr als 1400 °C heißen Silizium-Schmelze in einem Quarzglastiegel gezogen. Innerhalb der wafer-basierten Zellfertigung werden Quarzkomponenten sowohl in der industriellen Produktion von Solarsilizium als auch bei der Weiterverarbeitung von Siliziumscheiben zu Solarzellen verwendet. Typische Produkte sind etwa Quarzglasboote, die als Träger der Wafer in Hochtemperaturprozessen eingesetzt werden. Auch zur Herstellung von Solarpanels unter Verwendung von Dünnschichttechnologie werden Bauteile aus Quarzglas eingesetzt.
Zu finden ist Heraeus am Gemeinschaftsstand A4/B9.
