ISFH und Singulus Technologies erzielen Wirkungsgrad von 20,1 Prozent

Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) steigert gemeinsam mit Singulus Technologies den Wirkungsgrad von Siebdruck-Silizium-Solarzellen von den aktuell in der PV-Industrie üblichen 17,0 bis 18,5 Prozent auf einen Rekordwert von 20,1 Prozent, wie das Fraunhofer ISE in einer unabhängigen Messung bestätigte.

Eine verbesserte Zellrückseite mit einer ICP-AlOx/SiNy Doppelschicht ermöglicht diesen Fortschritt ohne Selektive Emitter Technologie. 20,1 Prozent ist einer der weltweit höchsten gemessenen Wirkungsgrade für industrietypische Solarzellen mit Siebdruckmetallisierung - nur Schott Solar und Q-Cells erzielten höhere Wirkungsgrade mit 20,2 Prozent.

Zwei technologische Verbesserungen ermöglichen die Wirkungsgradsteigerung. 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 neuartige, am ISFH in Kooperation mit der Singulus Technologies entwickelte Abscheidemethode, für die Singulus aktuell ein integriertes Produktionssystem entwickelt. Die Kontaktierung durch Aluminium auf der Rückseite der Zelle erfolgt mittels Laserablation hergestellter, linienförmiger Kontaktöffnungen. Die modifizierte Zellrückseite reflektiert das Sonnenlicht 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 Siebdruck-Prozess wurde zusammen mit DEK Solar am ISFH optimiert unter Verwendung ihrer Eclipse Siebdruck-Plattform und Präzisionssiebe. Darüber hinaus wurde die Solarzelle mit industrietypischen Prozesssequenzen hergestellt, insbesondere mit einem homogen Phosphor dotierten Emitter sowie mit einem 156 × 156 mm2 großen Czochralski (Cz)-Silizium Wafer.

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