Neue PV-Fertigungstechniken versprechen Kostenreduktionen, aber…
Modul-Garantien bremsen Innovationen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Wirkungsgrad hoch - aber nicht der Preis!
Das Ziel besteht ja auch darin, den Wirkungsgrad zu steigern. Ist das ohne Preisaufschläge möglich?
Neben der Kupferkontaktierung spielt dabei die Rückseitenkontaktierung eine wichtige Rolle, denn wenn man schon mal einen Galvanikprozess einführt, dann kann man auch gleich die heute übliche Aluminiumschicht auf der Rückseite ersetzen. Der weitere Vorteil: Es bestehet dann dort sie selbe Kupfer-Zinn-Struktur wie auf den Strings. Das vereinfacht das Löten und reduziert die Kosten. Mit Rückseitenkontaktierung und Kupfer sollten solche Zellen einen Wirkungsgrad von 18 bis 19 Prozent erreichen – ohne dass der Preis für die Fertigung steigt.
IMEC hat vor kurzem eine Zelle vorgestellt, die einen Wirkungsgrad von 19,6 Prozent erreicht. Lässt sie sich auch außerhalb des Labors fertigen?
Wir haben einen rein industriellen Prozess verwendet, die 19,6 Prozent hat das Fraunhoferinstitut ISE bestätigt. Das Entscheidende waren die Kupferkontakte und der hochohmige Emitter für die Verbesserung der Empfindlichkeit im blauen Wellenlängenbereich.
Außerdem haben wir die Antireflexschicht aus Siliziumnitrid auf der Vorderseite mit einem Laser selektiv geöffnet – damit konnten wir die Betriebskosten niedrig halten. Die Photolithografie oder ähnliche Verfahren kommen hier aus Kostengründen von vorne herein nicht in Frage. Hier haben die Picosekunden-Laser den großen Durchbruch gebracht. Sie liefern viel Energie, aber eine geringe Eindringtiefe, so dass die den Siliziumkristall nicht schädigen, die Schicht aber sehr genau abtragen können. Die zeit dafür liegt bei weniger als 3 s pro Zelle, den für die Zellenfertigung erforderliche Durchsatz können wir also gut erreichen. Wir haben einen eigenen Prozess entwickelt, in dem wir mit einem Laser auch die Seedlage für die Galvanik thermisch sintern. Danach folgt die Galvanik in Nassbänken.
Nun muss auf den geöffneten Taps die Seed-Layer für den Galvanikprozess abgeschieden werden. Welche Möglichkeiten gibt es hier?
Eine Möglichkeit besteht darin, einen Electroless Plating Prozess anzuwenden, der Nachteil ist allerdings, dass dieser Prozess zu lange dauert und deshalb der Durchsatz viel zu schlecht wäre. Heute gibt es aber neue Möglichkeiten für Electroplating, die Chemie hat da große Fortschritte gemacht und ich bin zuversichtlich, dass wir hier zu guten Ergebnissen kommen können. Derzeit gibt es noch keinen produktionsreifen Prozess, aber Equipment-Hersteller wie Rena, Schmid und Meco arbeiten daran.
Wäre nicht die Ink-Jet-Technik die bessere Alternative?
Dazu müssen aber die Tinten entwickelt werde. Sie bestehen aus Nanopartikeln, beispielsweise aus Nickel oder Titan, die für das Silizium unkritisch sind. Die Herausforderung besteht darin, Oxidationen zu vermeiden. Mit Materialien wie Silber oder Gold, die nicht oxidieren, konnten schon sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Es kommt also alles auf die Tinte an. Weil das Material nur dort aufgebracht wird, wo es auch gebraucht wird, dürfte sich diese Technik in der Zukunft durchsetzen.
- Modul-Garantien bremsen Innovationen
- Wirkungsgrad hoch - aber nicht der Preis!
- Die optimale Dicke der Wafer liegt bei 40µm
- Im Teufelskreis
Lesen Sie mehr zum Thema
